2.3.2 Електролітичний спосіб отримання магнію

                У 1830 р. Майкл Фарадей отримав декілька грамів металевого магнію шляхом пропускання електричного струму через розплав MgCl2. У 1852 р. цей метод був детально досліджений і вдосконалений Робертом Бузеном (1811-1897рр.), який також здійснив перше масове виробництво магнію. За допомогою його електролізера, що складається з фарфорового тигля і двох вугільних електродів пилкоподібної форми, занурюваних зверху в розплав зневодненого MgCl2, йому вдавалося всього за декілька секунд отримувати «корольок» магнію вагою в декілька грам. Пилкоподібна форма електродів була необхідна для утримання капельок магнію, щоб уникнути їх підйому на поверхню і самозайманню. При цьому принципове значення для підвищення продуктивності грало повне зневоднення MgCl2.

                Технологія електролітичного отримання магнію за час свого застосування піддалася значним удосконаленням,проте її принципи, природно, залишилися без кардинальних змін.               

                Сучасне апаратурне оформлення електролітичного виробництва магнію принципово мало чим відрізняється від першого магнієвого електролізера промислового типу на 300  А, розробленого Гретцелем і застосованого їм уперше в 1883 р.

                Основною сировиною для отримання магнію служать магнієві руди і карналіт MgCl2·KCl·6H2O, магнезит MgCl3, доломі MgCl3 ·CaCO3, бішофіт MgCl2·6H2O.

                Найпоширеніший спосіб отримання магнію – електролітичний – складається з двох процесів – отримання хлористого магнію MgCl2 і його електролізу. Основна сировина для отримання магнію в нашій країні – карналіт. З метою збагачення подрібнений карналіт обробляють гарячою водою. При цьому хлориди MgCl2 і КСl переходять в розчин, охолоджуючи який одержують кристали штучного карналіту. Для видалення вологи його спочатку обпалюють у печах з «киплячим» шаром, а потім плавлять в електропечах.

                У разі використання як сировини магнезиту і доломіту їх спочатку обпалюють,  а потім піддають хлоруванню за наявності вуглецю, одержуючи хлористий магній MgCl2.

                Електроліз хлористого магнію здійснюють у футерованих шамотом електролізерах, що складаються з ряду комірок, що включають вугільний анод 4 (рис. 2.9) і два катоди у вигляді сталевих пластин 2. У верхній герметизуючій  частині  комірки анодний  простір відокремлений  від катодного шамотною перегородкою  для збирання і відведення хлору, що виділяється. Електролітом для отримання магнію служить розплав солей MgCl2, СаCl2, NaCl, KCl з додаванням NaF і KF.  Електроліз проводять при температурі 720°С, напруженні  струму близько 3 В і силі 30-50 кА. Витрата електроенергії на отримання 1 т магнію становить 15-17 тис. кВт · год.

 

 

 

                Іони магнію, що утворюються у результаті електролізу, розряджаються на катодних пластинах 2, збираються у краплі і спливають на поверхню електроліту. Рідкий магній періодично видаляють вакуум-ковшом. Іони хлору розряджаються на аноді і виходять на поверхню під перегородку 1, звідки відкачуються насосом. На дні ванни утворюється шлак 3.