JPH0663108B2 - マグネシウムの製造方法 - Google Patents

マグネシウムの製造方法

Info

Publication number
JPH0663108B2
JPH0663108B2 JP6428989A JP6428989A JPH0663108B2 JP H0663108 B2 JPH0663108 B2 JP H0663108B2 JP 6428989 A JP6428989 A JP 6428989A JP 6428989 A JP6428989 A JP 6428989A JP H0663108 B2 JPH0663108 B2 JP H0663108B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnesium
magnesium chloride
chlorine
bath salt
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6428989A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02243789A (ja
Inventor
忠司 小笠原
義丈 夏目
健治 藤田
Original Assignee
大阪チタニウム製造株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大阪チタニウム製造株式会社 filed Critical 大阪チタニウム製造株式会社
Priority to JP6428989A priority Critical patent/JPH0663108B2/ja
Priority to CA002012009A priority patent/CA2012009C/en
Priority to NO90901189A priority patent/NO901189L/no
Priority to US07/493,733 priority patent/US5089094A/en
Publication of JPH02243789A publication Critical patent/JPH02243789A/ja
Publication of JPH0663108B2 publication Critical patent/JPH0663108B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、塩化マグネシウムを電解してマグネシウムを
製造するマグネシウムの製造方法、特に電解槽に供給す
る塩化マグネシウムの製造とそれを電解してマグネシウ
ムを製造するプロセスとを結合した効率の高いマグネシ
ウムの製造方法に関する。
(従来の技術) マグネシウムは実用金属のうちでもっとも軽い金属材料
であり、その用途はアルミニウムとの合金製造用、ダク
タイル鋳鉄製造用の接種剤、四塩化チタンからチタンを
製造する際の還元剤等として増加の一途をたどってい
る。
現在、マグネシウムは90%以上が塩化マグネシウムを電
解する電解法で製造されており、残りは珪素を使用した
還元法である。
マグネシウム電解に供する塩化マグネシウムの製造方法
として、従来、下記1)〜4)の方法が採られてきた。
1)含水塩化マグネシウムに塩化アンモニウムを加え、
加熱脱水する方法 2)カーナライト(MgCl・KCl・6HO)を加熱脱水
する方法 3)含水塩化マグネシウム(MgCl・nHO)に塩酸を
加えて溶解し、n=1.25〜2となるまで蒸発、濃縮して
脱水し、それをそのまま電解する方法(Dow法) 4)マグネシア(MgO)と炭素材、例えばピッチ等を混
合して団鉱とし、塩素にてマグネシアを塩素化し、無水
塩化マグネシウムを得る方法 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記1)及び4)の方法は製造工程が複
雑で生産性も低く、前記2)の方法は加熱脱水に多大な
エネルギーを必要とするほか、カーナライト(MgCl
KCl・6HO)の分解により生じたKClが電解槽内に堆積
し、定期的に除去することが必要であると共に、堆積物
は肥料等以外には利用の方法がないという問題があっ
た。また、前記3)のDow法は電解の際、含有されてい
る水の分解を伴い、そのためグラファイト陽極の消耗が
激しく特別な電解槽を必要とするほか、生成ガス中の塩
素濃度が低いため、再利用しにくいという問題があっ
た。
更に、上記従来のいずれの方法においても、吸湿性の非
常に大きい塩化マグネシウムを固体として取り出し、取
り扱うことになるため、塩化マグネシウムが大気中の水
分を吸収し、この水分が塩化マグネシウム電解の際同時
に電解され、電解電流の一部が消費される。また、前記
の水の電解により生じた酸素が陰極に析出したマグネシ
ウムと反応してMgOとなり、電解槽の底部に沈積、固化
してスラッジを生成する。従って、塩化マグネシウムの
電解槽への供給等取り扱いには周到な技術的対策を講じ
なければならない。
本発明は上記の従来技術における問題点のない塩化マグ
ネシウムを製造し、その塩化マグネシウムを用いるマグ
ネシウムの製造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨は、 「塩化マグネシウムを電解してマグネシウムを製造する
電解槽から塩化マグネシウム濃度の低下した電解浴塩を
抽出し、その電解浴塩に固体粉末状の酸化マグネシウム
又は/及び炭酸マグネシウムを懸濁させ、この懸濁液中
に塩素を含むガスを送通して酸化マグネシウム又は/及
び炭酸マグネシウムと塩素を反応させて塩化マグネシウ
ムを生成させ、塩化マグネシウム濃度の高くなった電解
浴塩を上記の電解槽に戻して電解することを特徴とする
マグネシウムの製造方法」にある。
抽出した電解浴塩には固体粉末状の酸化マグネシウム、
炭酸マグネシウムの1種又は2種を懸濁させる。これら
は、MgO、MgCOの形で浴に投入してもよいが、MgO、Mg
COを含むマグネサイトのような鉱石あるいは重焼マグ
ネシア、軽焼マグネシアのような一次製品を投入しても
よい。
MgCOを浴に入れれば MgCO→MgO+CO …(1) の反応で分解して浴中にMgOが生成し、これが後述の
(2)式によってMgClに変わる。なお、酸化マグネシ
ウムとしては、マグネサイト(炭酸マグネシウム)の焼
成、あるいは水酸化マグネシウムの焼成により得られる
マグネシア等、MgOの純度が比較的高いものが使用に好
適である。
塩素を含むガスとは、塩素ガス(Cl)のほか、塩素と
一酸化炭素(CO)との混合ガス、ホスゲン(COCl
等、あるいはこれらのガスに炭素含有物質を混合させた
ガスである。なお、炭素含有物質としてはコークス粉、
石油ピッチ等のほかメタン(CH)、エタン(C
)等のガスも用いることができる。炭素含有物質
がコークス粉等の固体粉末の場合は、溶融塩中に直接こ
れらを添加し懸濁させておいても好結果が得られる。
(作用) まず、本発明方法の最初の工程である塩化マグネシウム
の製造について説明する。
この工程では、下記(2)の反応式 MgO+Cl→MgCl+1/2O …(2) に基づき酸化マグネシウムが塩素と反応して塩化マグネ
シウムに変化することを利用する。
塩素と一酸化炭素との混合ガスを用いた場合は下記
(3)の反応式 MgO+Cl+CO→MgCl+CO …(3) により塩化マグネシウムが生成する。また、炭素含有物
質を、送通するガス中、溶融塩中又はその両者に加えた
場合は、例えば、下記の(4)、(5)の反応式 MgO+Cl+1/2C →MgCl+1/2CO …(4) 4MgO+4Cl+CH →4MgCl+CO+2HO …(5) により塩化マグネシウムが生成する。
炭素含有物質の共存下での酸化マグネシウムと塩素との
反応は発熱反応である。従って、炭素含有物質は電解浴
塩の温度を高めて反応を促進させる効果を有している。
次に、塩化マグネシウムからマグネシウムを得る工程に
ついて述べる。
添付図は本発明のマグネシウムの製造方法を実施するた
めの装置の一例を示す概略断面図である。この装置は塩
素化炉1と塩化マグネシウムを電解してマグネシウムを
生成させる塩化マグネシウム電解槽10と、塩素化炉1で
生成した塩化マグネシウムを電解槽10へ導入する導管20
及び電解槽10中の溶融塩すなわち電解浴塩11を塩素化炉
1へ供給する導管9と、電解槽10で生成した塩素ガス16
を塩素化炉1のガス送入口8へ導く導管18、19とで構成
されている。
塩素化炉1及びその上蓋2は耐火物で構成され、塩素化
炉1の炉壁上方部には原料である酸化マグネシウム(以
下、酸化マグネシウムを用いるものとして説明する)を
投入する原料投入口4が、また、塩素化炉1の底部には
塩素含有ガスを送通するガス送入口8が設けられてい
る。上蓋2にはガス送入口8から送通した塩素含有ガス
と酸化マグネシウムとが反応した後のガスを排出するガ
ス排出口3が取り付けられている。
塩化マグネシウム電解槽10には陽極13及び陰極12が取り
付けられ、陽極13と陰極12の間には電解槽10の上方部を
陽極側と陰極側とに隔てる隔壁14が設けられている。
上記のように構成された装置によりマグネシウムを製造
するには、まず、塩素化炉1に塩化マグネシウム電解槽
10より導管9を経由させて電解浴塩11を供給する。これ
が浴塩5である。次に、原料酸化マグネシウムを原料投
入口4より塩素化炉1内にいれ、機械的撹拌あるいはガ
スバブリング等の方法により浴塩5中に懸濁させる。次
いでガス送入口8から塩素含有ガスを送通し、浴塩5中
を気泡6として上昇させ、懸濁している酸化マグネシウ
ム7と反応させる。塩素含有ガスはできるだけ細かい気
泡6になった方が反応性がよいので、ガス送入口8には
多孔質板あるいは小孔ノズル等を取り付けた方がよい。
このようにして懸濁浴塩5中において酸化マグネシウム
7と塩素とは前記(2)式のように反応し、塩化マグネ
シウムを生成して浴塩5中に溶け込み塩化マグネシウム
濃度を増加させる。この場合、送通するガス又は/及び
浴塩中に炭素含有物質(カルサインコークス等)を同時
に添加してもかまわないし、あるいは送通するガスを塩
素と一酸化炭素の混合ガスにしてもよい。反応したガス
はガス排出口3から排出されるが、未反応塩素のある場
合は回収してもよい。
次いで、塩化マグネシウム濃度が高められた浴塩5を導
管20を経由させて電解槽10に戻す。電解槽10に戻された
浴塩5即ち電解浴塩11は電気分解を受け、陽極13では炭
素16が、陰極12ではマグネシウム15が生成する。このよ
うにして、マグネシウムを製造することが出来る。ま
た、生成した塩素16は導管18を経由させ、圧縮機17にて
昇圧し、導管19、ガス送入口8を経由させて塩素化炉1
に送通し、再使用することができる。
電解して塩化マグネシウム濃度が低下した電解浴塩11は
再度導管9を経由させて塩素化炉1に移し、酸化マグネ
シウムを加え再び炭素化を行なう。上記の操作を繰り返
すことにより、塩化マグネシウムの製造と電解とを継続
して行うことが出来る。
上記本発明の方法で酸化マグネシウムの塩素化を行うと
き、浴塩5中の酸化マグネシウムの濃度が5%以下にな
ると反応速度が低下し始め、濃度が低くなればなるほど
反応速度が低下する。特に1%以下になると急激に低下
する。従って未反応塩素濃度を測定しながら塩素反応率
が急激に悪化する直前に、つまり酸化マグネシウム濃度
が1%以下になる前に反応を停止し、自然沈降により未
反応の酸化マグネシウムを炉1底に沈積させ、上澄みだ
けを電解用浴塩として塩素化炉1から取り出せばよい。
酸化マグネシウムの塩素化を行うとき、塩化マグネシウ
ムの濃度が高くなればなるほど反応速度が遅くなり、特
に塩化マグネシウムが70%を超えるとその傾向が顕著に
なるので、浴塩5の塩化マグネシウム濃度を必要以上に
高めることは避けなければならない。
以上の説明においては、酸化マグネシウムを用いるもの
として説明したが、炭酸マグネシウムを用いても、ある
いは炭酸マグネシウムと酸化マグネシウムとを混合して
用いても同様である。更に、酸化マグネシウム、炭酸マ
グネシウムを含有する鉱石を用いる場合も、原理的に全
く同じである。
なお、本発明方法で製造されたマグネシウムは下記
(6)式により四塩化チタン(TiCl)を還元してチタ
ン(Ti)を製造するのに使用できる。
TiCl+2Mg→Ti+2MgCl …(6) そこで、添付図に示した設備に四塩化チタンの還元設備
を更に併設して、上記(6)式によりチタンとともに純
度の高い塩化マグネシウムを得ることもできる。
〔実施例1〕 添付図に示した構成を有する装置において、先ず、下部
のガス送入口に多孔質板を取りつけた耐火物製の塩素化
炉(内径50cm、高さ2.5m)に電解槽から電解によって塩
化マグネシウム濃度の低下した電解浴塩(MgCl:15
%、NaCl:50%、CaCl:35%)500kgを入れ、800℃に維
持した。電解浴の温度は通常は、700℃あるいはそれ以
下であるが、酸化マグネシウムと塩素との反応は温度が
高い方がよいので加熱装置(図示せず)により昇温し
た。
これにマグネシア(MgO:90%、100メッシュ篩下)100kg
を投入し、炉の下部よりアルゴンガスを送通してマグネ
シアを浴塩中に懸濁させた。次にアルゴンガスを塩素ガ
スにかえ、流量150Nl/minで約6時間送通した。マグネ
シアと塩素との反応により塩化マグネシウムが生成し、
浴塩中の塩化マグネシウム濃度は36.5%に増加した。
未反応のマグネシアを沈降分離した後600kgの浴塩を電
解槽に戻し電解に供したところ、通常の電解浴塩の場合
と同様にマグネシウムと塩素が生成した。
この電解槽から、電解によって塩化マグネシウム濃度の
低下した電解浴塩(例えばMgCl:15%)400kgを、浴塩
が約100kg残留している前記の塩素化炉に再度供給し、
マグネシアを加え、前記のように塩素化を続けることが
できた。
〔実施例2〕 実施例1とすべて同一の条件で、但し、塩素化炉内に投
入したマグネシアと共に石油コークス(200メッシュ篩
下)を懸濁させ、塩素ガスを6時間送通して塩素化し
た。浴塩の清澄化した後600kgを電解槽に移し電解に供
した。この浴塩の塩化マグネシウム濃度は38.0%であっ
た。
この浴塩を用いて電解を行い、マグネシウムと塩素を支
障なく得ることができた。
〔実施例3〕 実施例1とすべて同一の条件で、但し、塩素ガス中に一
酸化炭素を1:1の割合で混合し6時間送通した。浴塩を
清澄化した後、600kgを電解槽に移し電解に供した。こ
のとき塩化マグネシウム濃度は40.0%であった。
この浴塩を用いたマグネシウムの製造も順調であった。
〔実施例4〕 実施例1で使用した装置を用い、マグネシアに代えて炭
酸マグネシウム100kgを塩素化炉内の浴塩に投入した。
浴塩の組成、温度及び塩素ガスの流量については、実施
例1の場合と同一とした。塩素ガスを約9時間送通した
後の浴塩の塩化マグネシウム濃度は29.5%に増加した。
この浴塩を用いて電解を行い、マグネシウムと塩素を支
障なく得ることができた。
〔実施例5〕 実施例1の方法で生成した塩化マグネシウムの量だけを
電解するように塩化マグネシウム電解の電流と時間を調
整し運転した。約3ケ月連続して運転を行った結果、電
流効率は、塩化マグネシウムを固体として電解槽に供給
する従来の方法と比較して約2%上昇し、電解槽底部へ
のマグネシアの沈積に起因するスラッジの生成量も35%
減少した。
電流効率の上昇、スラッジ生成量の減少は、吸湿性の強
い塩化マグネシウムを系外へ取り出すことなく扱えたこ
とによるものである。
(発明の効果) 以上説明したように、電解浴塩中で固体粉末状の酸化マ
グネシウム又は/及び炭酸マグネシウムと塩素とを反応
させて塩化マグネシウムを生成させ、この塩化マグネシ
ウム濃度が高められた電解浴塩を電解してマグネシウム
を製造する本発明のマグネシウム製造方法を用いること
により、電解浴塩を循環させて塩素化と電解を繰り返し
行うことができる。そのため、塩化マグネシウムを固体
として系外へ取り出す必要がなく、操作が簡単で、しか
も従来の固体塩化マグネシウムの吸湿に伴う問題は生じ
ない。また、電解量即ちマグネシウム製造量に対応して
必要な量の塩化マグネシウムを生成させることができ、
その品質も安定している。
【図面の簡単な説明】
添付図は本発明の方法を実施するための装置の一例の構
成を示す概略断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化マグネシウムを電解してマグネシウム
    を製造する電解槽から塩化マグネシウム濃度の低下した
    電解浴塩を抽出し、その電解浴塩に固体粉末状の酸化マ
    グネシウム又は/及び炭酸マグネシウムを懸濁させ、こ
    の懸濁液中に塩素を含むガスを送通して酸化マグネシウ
    ム又は/及び炭酸マグネシウムと塩素を反応させて塩化
    マグネシウムを生成させ、塩化マグネシウム濃度の高く
    なった電解浴塩を上記の電解槽に戻して電解することを
    特徴とするマグネシウムの製造方法。
  2. 【請求項2】懸濁液中に送通するガスが塩素と一酸化炭
    素との混合ガスである請求項(1)に記載のマグネシウ
    ムの製造方法。
  3. 【請求項3】懸濁液中に送通するガス又は/及び電解浴
    塩中に炭素含有物質を添加することを特徴とする請求項
    (1)又は(2)に記載のマグネシウムの製造方法。
JP6428989A 1989-03-16 1989-03-16 マグネシウムの製造方法 Expired - Lifetime JPH0663108B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6428989A JPH0663108B2 (ja) 1989-03-16 1989-03-16 マグネシウムの製造方法
CA002012009A CA2012009C (en) 1989-03-16 1990-03-13 Process for the electrolytic production of magnesium
NO90901189A NO901189L (no) 1989-03-16 1990-03-14 Fremgangsmaate for elektrolytisk fremstilling av rent magnesium.
US07/493,733 US5089094A (en) 1989-03-16 1990-03-15 Process for the electrolytic production of magnesium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6428989A JPH0663108B2 (ja) 1989-03-16 1989-03-16 マグネシウムの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02243789A JPH02243789A (ja) 1990-09-27
JPH0663108B2 true JPH0663108B2 (ja) 1994-08-17

Family

ID=13253925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6428989A Expired - Lifetime JPH0663108B2 (ja) 1989-03-16 1989-03-16 マグネシウムの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0663108B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279716A (en) * 1992-09-21 1994-01-18 General Motors Corporation Method for producing magnesium metal from magnesium oxide
US5593566A (en) * 1995-06-09 1997-01-14 General Motors Corporation Electrolytic production process for magnesium and its alloys
JP5606399B2 (ja) * 2011-06-03 2014-10-15 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ 溶融塩電解方法
JP7084696B2 (ja) * 2017-03-31 2022-06-15 東邦チタニウム株式会社 金属の製造方法及びスポンジチタンの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02243789A (ja) 1990-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5089094A (en) Process for the electrolytic production of magnesium
EP1445350B1 (en) Method and apparatus for smelting titanium metal
HU190613B (en) Process for preparing aluminium chloride which can be electrolysed into aluminium
CN102656287A (zh) 钛矿的处理
US7896945B2 (en) Carbothermic processes
Li et al. Low-temperature synthesis of aluminium carbide
US4248839A (en) Chlorination of impure magnesium chloride melt
CN102992360B (zh) 利用氧化镁直接制备含无水氯化镁的电解质熔体的方法
CN102491384B (zh) 一种利用六水合氯化镁制备无水氯化镁的方法
JPH0663108B2 (ja) マグネシウムの製造方法
JP2786540B2 (ja) 水和塩化マグネシウムから無水塩化マグネシウム−含有溶融体の準備及びマグネシウム金属の製造
US2792310A (en) Production of a mutual solid solution of tic and tio
JP2004052003A (ja) ニオブ粉末またはタンタル粉末の製造方法および製造装置
US3953574A (en) Process for purifying molten magnesium chloride
US4981674A (en) Production of anhydrous magnesium chloride
EP0007803B1 (en) Process for the preparation of anhydrous magnesium chloride
JP2010030869A (ja) 高純度シリコンの製造装置
US3932598A (en) Process for producing alkali metal chromates and dichromates
JPH02243510A (ja) 塩化マグネシウムの製造方法
US3098021A (en) Process for producing ductile vanadium
US2943033A (en) Preparation of lower titanium halides in a molten salt bath
JP2003528976A (ja) アルミナ鉱石からアルミニウムを硫化アルミニウム方法で製造する方法および装置
US2752300A (en) Beneficiating titanium oxide ores
AU617018B2 (en) Production of anhydrous magnesium chloride
US4430120A (en) Process for the manufacture of pure metallic aluminum from aluminum ores and other aluminum-bearing materials

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 15

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817

Year of fee payment: 15

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 15

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817