Производство магния

Руды. В чистом виде магний в природе не встречается вследствие своей высокой химической активности. В виде соединений магний широко распространен в природе: он составляет 2,35% от веса земной коры, причем находится не только в твердых породах, но также в морской воде и в воде соленых озер.

В качестве руд для производства магния обычно используют магнезит, содержащий преимущественно карбонат магния (MgC03), доломит, содержащий преимущественно двойной карбонат магния и кальция (MgCOa •СаС03), карналлит, содержащий двойной хлорид магния и калия (MgCls •КС1 •6Н20) и бишофит — шестиводный хлорид магния (MgCl2 •6Н20), получаемый из морской воды и воды некоторых озер путем испарения и кристаллизации.

 Наибольшее промышленное значение имеют следующие месторождения магниевых руд: магнезита — Саткинское на южном Урале и Халиловское в Чкаловской области; доломита — Жигулевское, Никитовское в Донбассе, Щелковское и Подольское в Московской области и др.; карналлита — Соликамское на Урале; бишофита — озера Сакское и Сасык-Сивашское в Крыму.

Магнезит и доломит подвергаются механическому обогащению и обжигу. Обжиг производится при температурах 850°. При этих температурах происходит диссоциация карбонатов:

MgC03 = MgO + C02;

MgC03 •СаСОз = MgO •CaO + 2СОа.

Окись магния (MgO) носит название каустического магнезита.

Существуют электролитический и термические способы получения магния.

Электролитический способ получения магния. По этому способу сначала получают безводный хлорид магния (MgCl2), который затем, при помощи высококлассного электротехнического оборудования подвергают электролизу с целью получения магния.

Получение хлорида магния из бишофита и карналлита производится путем их обезвоживания нагревом. Получение хлорида магния из каустического магнезита производится путем обработки его при температуре 800° газообразным хлором в присутствии углерода в электрической печи:

MgO + Сl2 + С = MgCl2 + СО2

Электролиз хлорида магния производят в плотно закрытых электролитических ваннах. Как и при электролизе глинозема, электрический ток используется здесь для электрохимического процесса и для нагрева ванны; рабочая температура процесса около 750°, напряжение тока 6 в, сила тока 30 000—000 а.

Аноды изготовляют из графита, катоды — из стали в форме пластин; те и другие расположены в ванне вертикально и параллельно друг другу.

При электролизе на анодах выделяется газообразный хлор, который пузырьками всплывает на поверхность и по хлоропроводам отводится для дальнейшего использования; на катодах выделяется магний. Удельный вес электролита больше удельного веса магния, поэтому последний всплывает на поверхность электролита, откуда по мере накопления извлекается. С целью предупреждения взаимодействия хлора с магнием, рабочее пространство ванны разделяют на анодное и катодное с помощью огнеупорных перегородок, устанавливаемых между анодами и катодами.

Термические способы получения магния. За последние годы термические способы производства магния получили широкое распространение вследствие своей простоты. Сущность термических способов состоит в восстановлении окиси магния или нефтяным коксом в смеси с каменноугольным пеком, или металлами, сплавами и карбидами металлов (например, алюминием, ферросилицием, карбидом кальция и др.)

Легкие металлические сплавы на основе алюминия и магния с удельным весом меньше 3 г/см3 в последнее время получают все большее распространение в авиа, авто и вагоностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.

Сплавы на основе алюминия делят на литейные и обрабатываемые давлением.