Способы получения магния

В 1800 г. Гомфри Деви впервые удалось получить амальгаму нового металла путем восстановления раскаленной окиси магния парами калия. Хотя Деви не отделил полученный металл от ртути, он назвал его Magnesium. Это название сохранилось до сих пор.

Металлический магний был выделен в 1828 г. французским ученым Бусси, который, так же как и Деви воздействовал парами калия на сильно нагретый безводный хлорид магния.

В 1830 г. Майкл Фарадей впервые получил несколько граммов магния электролизом расплавленного хлористого магния.

В 1852 г. Роберт Бунзен получил довольно значительное количество магния электролизом расплавленного безводного хлористого магния в фарфоровом тигле с угольными электродами, причем катодное и анодное пространства разделялись фарфоровой диафрагмой. Таким образом, основателями современного способа получения магния можно считать Фарадея и Бунзена.

Первые известные серьезные исследования в области металлургии магния, выполненные в России, относятся к 1914—1915 гг., когда в Петроградском политехническом институте под руководством П. П: Федотьева были проведены опыты по получению магния электролизом расплавленного карналлита. Основываясь на этих опытах, в 1916 г. в Петрограде в мастерских при Военно-химическом комитете (ныне Государственный институт прикладной химии) П. П. Федотьев организовал опытное производство магния (0,5 кг магния в сутки). Однако в начале 1917 г. это производство было закрыто. Только после Великой Октябрьской революции в нашей стране было вновь организовано получение магния. Промышленный выпуск магния начался в 1935 г. При этом в первую очередь нужно было решить проблему магниевого сырья. Уже более 500 лет большой известностью в России пользовались Соликамские месторождения поваренной соли. Очень давно были известны как источники NaCl соляные озера Крыма и других южных районов СССР. Некоторые русские ученые делали предположения о наличии в этих районах калийных и магниевых солей. Детальные исследования соляных озер СССР, проведенные Н. С. Курнаковым, позволили установить, что многие из этих озер являются богатейшими источниками хлористого магния. Н. С. Курнаков исследовал также соли Соликамска и высказал предположение о наличии там не только поваренной соли, но и больших залежей калийных и магниевых солей. Проведенные в 1925г. разведочные работы подтвердили это предположение Н. С. Курнакова: в Соликамске обнаружили мощные месторождения карналлита.

Одновременно с этим ряд исследовательских институтов страны проводил опыты по получению магния из отечественного сырья. В 1929 г. в Ленинградском электротехническом институте под руководством П. Ф. Антипина был получен магний из карналлита в полупромышленной ванне на 600 А. В Государственном институте прикладной химии в это время велись работы по разработке способа получения магния путем электролиза безводного хлористого магния. В этом же институте был изучен метод обезвоживания шестиводного хлорида магния.

Одновременно И. Г. Щербаков в УНИХИМе (г. Свердловск) исследовал способы извлечения магния из Соликамских карналлитов.

На основе всех этих работ был спроектирован опытный магниевый завод в Ленинграде, пуск которого состоялся в 1931 г. На этом заводе были опробованы и освоены схемы получения магния, а также подготовлены кадры для первых крупных отечественных магниевых заводов, которые вошли в строй в годы первых пятилеток. Дальнейшие работы по совершенствованию способов получения магния были сосредоточены во Всесоюзном алюминиевомагниевом институте. В частности, в этом институте были изучены термические способы получения магния.

Еще в 1925 г. П. Ф. Антипин и А. А. Моисеев изучили возможность восстановления магния алюминием и кремнием. В 1932 г. П. Ф. Антипин и А. Ф. Алабышев в поисках более дешевого восстановителя изучили процесс восстановления окиси магния силикоалюминием. В ВАМИ И. Д. Царегородцев и В. Т. Живов развили эти исследования.

Так, за короткий срок была создана отечественная магниевая промышленность.

Современная промышленность производит магний двумя способами: электролитическим и термическим.

Электролитическое получение магния

Из водных растворов его солей неосуществимо, так как электрохимический потенциал магния значительно отрицательнее потенциала разряда ионов водорода на катоде, а создать условия, при которых потенциал выделения водорода на катоде сделался бы меньше потенциала разряда ионов магния, не удается.

Поэтому получение магния электролитическим способом состоит из нескольких стадий, основными из которых являются: 1) получение чистых безводных солей магния, 2) электролиз этих солей в расплавленном состоянии, 3) рафинирование магния.

Имеются различные варианты электролитического способа получения магния, различающиеся составом солей, поступающих на электролиз (карналлит, хлористый магний и т. д.), и способом получения этих солей (хлорирование магнезита, обезвоживание хлористого магния и т. д.).

При получении магния термическими способами окись магния восстанавливают углеродом, кремнием или другими восстановителями при высокой температуре и относительно глубоком вакууме, Название того или иного способа (углетермический, силикотермический) определяется характером восстановителя.

Производство магния термическим способом состоит из следующих основных стадий: 1) подготовки восстановителя и исходных материалов; 2) восстановления и конденсации паров

магния и 3) сплавления кристаллов конденсированного магния и получения слитков металла.

Имеется несколько вариантов углетермического и силикотермического способов, отличающихся аппаратурой и видом применяемого сырья (магнезит, доломит и т. д.).

Наиболее распространен в настоящее время электролитический способ получения магния.

 

Статья на тему Способы получения магния