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电解法炼镁的各种工艺原理

http://www.aladdiny.com2011-1-30 16:12:00阿拉丁咨询 | 中营网相关专题:炼镁工艺
摘要:氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。

[中营网讯]

氯化熔盐电解法包括氯化的生产及电解制镁两大过程。该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。其中后者最大的难点是如何去除MgCl2·6H2O中的结晶水。一般来说:采用普通的加热法可以去除部分结晶水,生成MgCl2·3/2H2O。但MgCl2·3/2H2O在空气中加热时很容易发生水解反应,生成不利于电解过程的杂质,如Mg(OH) 2.电解法生产镁的工艺很多,但基本原理相同,其中最有代表性的有DOW工艺、I.G.Farben工艺、Magnola工艺等。  

DOW工艺

1916年DOW工艺在美国Michighn的Midland首次得到应用。当时所用的制备MgCl2的方法是将海水与煅烧白云石一起制成泥浆,与盐酸反应,生成氯化镁溶液,将其浓缩并干燥处理后生成MgCl2·3/2H20。这种原料直接加入电解槽内进行反应,副产物氯气可以回收利用。

1941年道屋(DOW)化学公司在塔克赛斯自由港建立了一个工厂,从海水中提取镁的电解原料。海水由引水槽引入,滤过淤泥后导人沉淀池,与石灰混合,过滤后与20%HCI反应生成MgClz,蒸发后得到固体氯化镁,然后经干燥炉干燥得到低水合氯化镁(MgCl2·3/2H2O),成为DOW工艺电解制镁的原料。

许多生产厂家都采用与DOW工艺类似的方法电解海水来生产镁(见图1),主要差别在于提取无水氯化镁的方法不同。DOW化学公司通过在含大量MgCl2、NaCI和CaCl2混合溶液的电解池中直接加入少量部分脱水氯化物来迅速脱水。挪威诺斯克—希德罗(Norsk—Hydro)公司是欧洲最主要的镁生产商,通过在于燥的氯化氢气氛中加热MgCl2·6H2O来实现完全脱水。前独联体则主要采用往电解池中加入无水光卤石来脱水。最近,澳大利亚金属镁公司开发了一种制备无水氯化镁原料的全新工艺,在氯化镁溶液中加入一种称为Gylcol的物质,蒸馏脱水,然后喷雾氨生成六氨合氯化镁,接着焙烧制备高质量的无水氯化镁。在该工艺中,溶剂和氨都可以循环使用。

DOW工艺中所用电解槽结构如图2所示,锥形电极直接焊接在不锈钢内壁上。由于使用的原料含有部分结晶水,电极磨损较大。另外电解副产物也不容易排除。生产1t镁约可获得2t氯。电解后废的电解质中含有很高的碳酸钾,可用于生产肥料。

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