§ 38. Устройство электролизной ванны для получения магния

Электролизную ванну для получения магния в процессе электролиза необходимо плотно закрывать, чтобы выделяющийся хлор не попадал в атмосферу цеха, а влага воздуха не могла попадать в электролит, так как это может привести к разрушению хлорида магния:

MgCl₂ + H₂O M_gO + HCl

В практике применяют два типа электролизных ванн, различающихся по способу ввода анодов, — с боковым и с верхним вводами. На фиг. 33 приведена схема устройства магниевой ванны с верхним вводом анодов. Аноды 1 вводят через крышку 7 и уплотняют асбестом и специальной массой 8. Аноды из графита сечением 100 X 200 мм, соединяемые в один

Фиг. 33. Ванна для электролиза магния с верхним вводом анодов.

ряд шиной 4 с положительным полюсом, работают 8—9 мес. Срок службы ванны 12—Г4 мес. Изнашиваются огнеупорная футеровка 9 и диафрагма 5, которая служит для разделения анодного и катодного пространств; диа­фрагмы изготовляют из огнеупорного материала..

Катоды железные или стальные литые 2 соединяют с шиной 3 отрица­тельного полюса. Стальные катоды служат до 4 лет.

При электролизе выделяется хлор, который отводится хлоропроводом 6.

Напряжение на ванне 7 в. Сила тока на современных ваннах дости­гает 30 000—50 000 а.

§ 39. Технология электролиза магния из хлоридов магния

Технология производства магния электролизом расплавленных хлори­дов магния состоит из следующих основных операций: питания ванн элек­тролитом, извлечения магния, удаления отработанного электролита, уда­ления образовавшегося шламма и смены анодов.

В качестве электролита применяют расплав солей, состоящих из КС1, NaCl, MgCl₂ и СаС1₂. В электролизной ванне в процессе электролиза поддерживают температуру 700—750° за счет сопротивления электролита.

Примерный состав электролита: 8—16% MgCl₂; 25—35% СаС1₂; 25—35% NaCl; 18—25% КС1; 0,2% MgO; 0,3—0,5% Fe и следы S0₃.

В катодное пространство 13 (фиг. 33) электролизной ванны для под­держания концентрации 8—16% MgCl₂ заливают расплавленный и обез­воженный хлорид магния (80—95% MgCl₂) или карналлит (40—50% MgCl₂). В период электролиза MgCl₂ разлагается: в катодном пространстве 13 выде­ляется магний, в анодном 14 — хлор. На 1 т металлического магния при электролизе хлористого магния выделяется 2,9 т хлора. Магний 11 имеет меньший удельный вес, чем электролит 12, и всплывает на поверхность электролита в катодное пространство 13, где постепенно собирается. Выде­ляющийся при электролизе хлор может снова вступить в реакцию с маг­нием, поэтому его отсасывают через хлоропровод. Образующаяся окись магния MgO и частично восстановившееся железо опускаются на дно ванны. Металлический магний из электролизной ванны перекачивается в вакуум­ный котел, который соединен с ванной шлангами. : ..., На 1 т магния требуется 4,5 т обезвоженного хлорида магния или около 10 т искусственного карналлита, около 12 т естественного карнал­лита. Часть поступающих материалов удаляется из- ванны в виде магния и хлора, а значительная часть остается в электролите и шламе. Коли-;. честно отработанного электролита, содержащего CaCl, NaCl, KC1 и MgO, особенно велико при электролизе карналлита (6 т на 1 т магния). Отра­ботанный электролит удаляют через летку или при помощи вакуумных котлов. Накапливающийся на дне ванны шламм 10 (фиг. 33) удаляют чер­паками с отверстиями.

Процесс производства магния электролизом хлорида магния характери­зуется следующими показателями: расход анодов 20—25 кг/т, выход по току 80—90% и расход электроэнергии от 15 000 до 17 000 квт-ч на 1 т магния.