§ 40. Рафинирование магния

Полученный электролизом магний содержит примеси MgCl₂, СаС1₂, NaCl, которые ухудшают качество металла; для удаления этих примесей его подвергают рафинированию путем переплавления в тигельных электро­печах и очищают от посторонних примесей при помощи флюсов, после чего разливают в чушки.

В современной практике рафинирование часто совмещают с процессом получения различных магниевых сплавов. При рафинировании угар маг­ния доходит до 5%, расход флюса 40—60 кг и дополнительный расход . электроэнергии 900—950 квт-ч на 1 т магния. Рафинированный металл содержит до 99,5—99,85% Mg и классифицируется на марки по ГОСТ.

Технологический процесс получения магния электролизом сложен и требует большого расхода электроэнергии, поэтому представляют большой интерес более простые термические способы получения магния.

§ 41. Понятие о производстве магния термическими методами

Термический способ производства магния в промышленном масштабе начали широко применять с 1940—1941 гг. Применение термических спо­собов восстановления магния дает возможность непосредственно из сырья восстановить магний за счет дешевого топлива и при помощи более про­стой аппаратуры. Преобладающее место среди термических способов полу­чения магния занимают силико - термический и карбидно-термический спо­собы. Оба термических способа основаны на вытеснении магния из его соеди­нений другими металлами и элементами.

Восстановление магния из окиси магния при помощи кремния и его сплавов происходит по реакции

2MgO + 2СаО + Si 2СаО Si0₂ + 2Mg.

Восстановление ведут в ретортах из нержавеющей стали, соединенных с кристаллизаторами. Процесс идет под вакуумом (0,1 am) при 1100—1200°. Нагрев реторт ведут в специальных печах, обогреваемых топливом или электричеством. В качестве восстановителя используют ферросилиций или сплавы кремния с алюминием. На 5 т доломита требуется 1 т 75%-ного ферросилиция. В одну реторту загружают примерно 3,5—4 т шихты, из которой получают до 500—600 кг магния.

Карбидно-термический метод получения магния состоит в восстано­влении магния из окиси магния при помощи карбида СаС₂ по реакции

3MgO + CaC₂ 3Mg + CaO + 2CO.

Из окиси магния и карбида изготовляют брикеты, которые загружают в реторты и подогревают под вакуумом до 1100—1200°. При этой темпе­ратуре восстанавливаемый магний возгоняется и конденсируется в виде кристаллов в охлаждаемом кристаллизаторе.

Магний из природных соединений можно восстановить при помощи углерода при высоких температурах. В связи с этим магний в момент восстановления получается в парообразном состоянии. Восстановление окиси магния углеродом идет по реакции

MgO + С СО MgO.

Процесс осуществляется в электродуговых печах при температуре выше 2000°. Реакция восстановления магния имеет обратный процесс. Для предо­хранения магния от окисления окисью углерода газообразную смесь паро­образного магния и СО надо быстро охлаждать до 200—250°. По другому способу парообразную смесь (Mg + СО) разбавляют иными нейтральными газами.

Производство магния термическими способами получило развитие вслед­ствие более простых технологических процессов и безвредности производства.