СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ Российский патент 2007 года по МПК C22B9/04 C25C3/04 

Известен способ получения магния путем электролиза из смеси хлоридов магния и калия с последующим рафинированием магния методом вакуумной дистилляции (М.А. Эйдензон. Магний. - М.: Металлургия, 1969).

Недостатками данного способа, выбранного в качестве прототипа, являются большие энергозатраты, высокая температура процесса электролиза и его сложное аппаратурное оформление.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу получения магния высокой чистоты с наименьшими энергозатратами.

Отличие заявляемого способа получения магния заключается в том, что процесс электролиза ведут на жидком медно-магниевом катоде с получением обогащенного по магнию магний-медного сплава, из которого вакуумной дистилляцией получают магний, а оставшийся после отгонки обедненный по магнию сплав возвращают на электролиз.

Из просмотренных источников информации способа получения магния высокой чистоты, обладающего совокупностью всех существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено.

Пример.

Получение магниево-медного сплава проводили на электролизере, выполненном в виде стального стакана (катод) с подвесным анодом из графита. Электролит состоял из хлорида магния (80% масс.) и хлорида калия (20% масс.). Катод-сплав магния (35% масс.) с медью (65% масс.) имел плотность 6,7 г/см³. Температура процесса электролиза 600°С (ниже температуры плавления магния). Катодная плотность тока составляла 0,40-0,48 А/см², анодная плотность тока - 3,0-3,5 А/см². Напряжение 7,5 В.

В процессе электролиза получили «богатый» сплав:

- магний 67,0% масс.;

- медь 33,0% масс.;

- плотность сплава 3,3 г/см³.

Полученный «богатый» магний-медный сплав в количестве 122 г загрузили в стальную герметичную реторту и провели процесс вакуумной дистилляции при температуре 800°С и остаточном давлении 0,01 мм рт. ст. в течение 1,5 ч.

После вакуумной дистилляции получили магний массой 60 г и «обедненный» медно-магниевый сплав с содержанием 65,0% масс. меди и 35,0% масс. магния.

Содержание примесей в полученном дистилляте магния представлено в таблице.

Таблица. Содержание примесей в дистилляте магния.№ ппСпособ полученияСодержание примесей, % масс.CuMnSnSiAlFe1По заявляемому способу<0,0010,001<0,0010,0010,0010,0012По прототипу0,006-0,0010,001-0,00150,003-0,0040,001-0,0020,001-0,0020,001-0,003

Из данных, представленных в таблице, видно, что содержание примесей в магнии, полученном по заявляемому способу, значительно ниже, чем в полученном по прототипу.

Удельный расход электроэнергии при получении магний-медного сплава электролизом по заявляемому способу составил 13,0 кВт·ч/кг магния (по прототипу 15,8-17,5 кВт·ч/кг), выход по току составил 90% (по прототипу 85-88%).

Расход электроэнергии при вакуумной дистилляции составил 3,0 кВт·ч/кг магния (по прототипу 3,3 кВт·ч/кг).

Электролиз смеси солей хлоридов магния и калия ведут на жидком медно-магниевом катоде с получением обогащенного по магнию магний-медного сплава, который подают на вакуумную дистилляцию с получением магния высокой чистоты. Оставшийся после отгонки обедненный по магнию сплав возвращают на электролиз. Изобретение позволяет получить магний высокой чистоты с наименьшими энергозатратами. 1 табл.

Способ получения магния высокой чистоты методом электролиза смеси солей хлоридов магния и калия с последующим рафинированием магния вакуумной дистилляцией, отличающийся тем, что процесс электролиза ведут на жидком медно-магниевом катоде с получением обогащенного по магнию магний-медного сплава, из которого вакуумной дистилляцией получают магний, а оставшийся после отгонки обедненный по магнию сплав возвращают на электролиз.