- •Часть 2
- •3. Металлургия магния Свойства и области приминения магния.
- •Удельная теплоемкость жидкого магния, Дж/моль:
- •Применение
- •Минералы магния
- •Обезвоживание хлорида магния (бишофита)
- •Обезвоживание карналлита
- •Поэтому процесс ведут в две стадии
- •Хлорирование окиси магния
- •Технологические схемы Карналитовая схема
- •Магнезитовая схема
- •Смешанная схема
- •Печь кс
- •Печь скн (Рис 19, 20.)
- •Хлоратор
- •Сравнение скн и хлоратора
- •3.1.Основы электрометаллургии магния Физико-химические свойства электролитов
- •Состав используемых электролитов
- •Показатели электролиза
- •Электродные процессы. Катодные процессы.
- •Анодные процессы
- •Процессы в объеме электролита
- •Влияние различных факторов на выход по току.
- •Конструкции магниевых электролизеров. Общие сведения.
- •Диафрагменные электролизеры
- •Диафрагменный электролизер с верхним вводом анодов.
- •Диафрагменный электролизер с боковым вводом анодов
- •Диафрагменный электролизер с нижним вводом анода
- •Общие плюсы диафрагменных (относительно бездиафрагменных)
- •Общие минусы
- •Бездиафрагменный электролизер
- •Технология электролиза Питание электролизера
- •Извлечение шлама
- •Извлечение магния
- •Регулировка температуры
- •Отсос газа из электролизера
- •Поточная технология электролиза карналлита
- •3.2. Рафинирование магния
- •3.3. Производство магния термическими способами
Извлечение шлама
На подину постепенно осаждаются различные вещества, взвешенные в электролите. Смоченные электролитом они образуют шлам – вязкое вещество черного или темно бурого цвета. Примерный состав 18-20 MgO, 5-7 MgCl2, 3-5 Mg, 2,5-5 SiO2+Al2O3, остальное хлориды калия, натрия и кальция.
При накоплении шлама между электродами возможны короткие замыкания, и как следствие сильный местный перегрев электролита и электродов.
Извлечение магния
Осуществляется вакуум-ковшом.
Создавая в ковше разряжение, засасывают магний с некоторым количеством электролита. После наполнения ковша металл отстаивают 1-2 мин и скопившийся на дне электролит сливают назад в ванну.
Регулировка температуры
Температуру электролита можно регулировать изменением межэлектродного расстояния.
В промышленной практике установлено, что максимальный выход по току достигается при таких температурах
при электролизе MgCl2 (в натриево-кальциевом электролите) 710-720С
при электролизе MgCl2 (в натриево-калиевом) 690-710С
при электролизе карналлита (калиевый эл-лит) 680-690С
В правильно спроектированном электролизере температура должна находится в этих пределах, при соблюдении следующих условий
Межэлектродное расстояние соответствует расчетной плотности тока.
Электропроводность электролита находится в пределах, соответствующих заданному составу.
Выход по току достаточно высокий
Тепловые потери, особенно с газами катодного отсоса не выше нормы.
Резкое отклонение температуры указывает на изменение одного или нескольких условий.
В пределах 30 - 40С температуру можно уменьшать увеличивая количество отсасываемых из катодного пространства газов.
В процессе эксплуатации аноды срабатываются, вследствие чего увеличивается межэлектродное расстояние, повышается напряжение и если выход по току на прежнем уровне, растет температура. В этом случае уменьшают межполюсное расстояние.
Иногда температура повышается из-за резкого снижения выхода по току. В таких случаях принимают меры для повышения выхода по току, путем снижения температуры всеми доступными способами загрузкой твердого хлористого магния или карналлита, усиленно отсасывать анодные газы и, если возможно уменьшать межполюсное расстояние.
Если выход по току нормальный, а температура понижена, увеличивают межполюсное расстояние.
При пуске ванны, когда тепловые потери превышают нормальный приход тепла, греющую мощность повышают, увеличивая сопротивление между электродами, временно отключая один или два катода.
Отсос газа из электролизера
На 1 кг магния теоретически получается 2,92 кг хлора. Фактически, вследствие частичных потерь выход хлора ниже 2,6 – 2,75 кг на 1 кг магния. Анодный газ содержит некоторое количество хлористого водорода и окислов углерода, а также воздуха, который засасывается через неплотности анодного пространства и хлоропроводов.
Средний состав анодного газа на выходе из электролизера 85-90% Сl2, 2-3 HCl, 1-2 CO+CO2, 3-4 O2, 12-15 N2.
Коллекторы анодного газа присоединены к магистральному хлоропроводу. Разряжение в системе создается хлорными компрессорами.
1м3 анодного газа содержит 90-120 г возгонов, которые накапливаются в хлоропроводах. Поэтому их необходимо периодически очищать.