SU33683A1

SU33683A1 - The method of obtaining metallic magnesium

Info

Publication number: SU33683A1
Application number: SU117431A
Authority: SU
Inventors: А.А. Хакин
Original assignee: А.А. Хакин
Priority date: 1932-10-21
Filing date: 1932-10-21
Publication date: 1933-12-31

Description

Предлагаемый способ имеет целью разрешить проблему получени металлического магни непосредственно из природного сырь (напр, магнезита), избегнув при этом сложных дорогих процессов приготовлени безводных солей хлористого магни , обойд трудности так называемых оксидных способов (электролиза окиси магни в расплавленном фтористом магнии) и получа сразу металл высокой чистоты.The proposed method aims to solve the problem of obtaining metallic magnesium directly from natural raw materials (for example, magnesite), while avoiding the complicated and expensive processes of preparing anhydrous magnesium chloride salts, bypassing the difficulties of the so-called oxide methods (electrolysis of magnesium oxide in molten magnesium fluoride) and immediately obtaining metal high purity.

Способ получени металлического магни состоит в том, что расплавленные магниевые соли, безразлично, хлориды или фтористые соли с окисью магни и соответствующимих добавками {хот , впрочем безусловно целесообразнее примен ть в данном случае именно фтористые соли) подвергаютс электролизу в ванне типа нормальных электролизеров , примен емых дл электролитического получени алюмини , но на дно которой наливаетс слой расплавленной меди, раствор ющей выдел емый магний с образованием медно магниевого сплава.The method of obtaining metallic magnesium is that molten magnesium salts, indifferently, chlorides or fluoride salts with magnesium oxide and the corresponding additives {although, fluorine salts are certainly more expedient to use in this case) are electrolyzed in a bath of the type of normal electrolysers used for the electrolytic production of aluminum, but at the bottom of which a layer of molten copper is poured, dissolving released magnesium to form a copper-magnesium alloy.

Вследствие вь1сокого ур,сльиЪго веса медно-магниевого сплава отпадают все затруднени , св занные с электролизом раствора окиси магни во фтористых сол х (необходимость рименени охлаждаемых водой диафрагм, сгорание частиDue to the high ur, due to the weight of the copper-magnesium alloy, all the difficulties associated with the electrolysis of a solution of magnesium oxide in fluoride salts are eliminated (the need for water-cooled diaphragms, the combustion of

(252)(252)

всплывающего наверх более легкого магни и т. д.).pops up more light magnesium, etc.).

Медно-магниевый сплав после достижени достаточно высокой степени насыщени магнием выпускаетс из ванны и подвергаетс дестилл ции в вакуумных , электропечах при температуре 900- 1100, при которой в гпубокогл вакууке магний нацело отгон етс и конденсируетс в вид химически чистого металла в охлаждаемой части печи, а расплавленна медь возвращаетс обратно в электролитические ванны. Вместо меди дл этого способа могут быть применены также и другие т желые металлы, достаточно легкоплавкие, легко раствор ющие выдел емый магний и имеющие незначительную упругость паров при температуре пор дка 800 -1100°, т. е. имеющие высокую температуру кипени , как например, олово, сплавы олова и меди и т. д., но наиболее подход щим т желым металлом дл этой цели представл етс именно медь.Copper-magnesium alloy, after reaching a sufficiently high degree of saturation with magnesium, is released from the bath and undergoes distillation in vacuum electric furnaces at a temperature of 900-1,100, at which, in a vacuum, magnesium is completely distilled off and condenses into a kind of chemically pure metal in the cooled part of the furnace. molten copper is returned to the electrolytic bath. Instead of copper, other heavy metals can also be used for this method, quite low-melting, easily dissolving released magnesium and having a slight vapor pressure at a temperature of about 800-11100 °, i.e. having a high boiling point, such as tin, alloys of tin and copper, etc., but copper is the most suitable heavy metal for this purpose.

Предлагаемый способ, по мнению изобретател , дает возможность примен ть дл электролиза неочищенное природное сырье, например, магнезит, чго вл етс весьма важным обсто тельством , так как существующие способы, как правило, требуют основного сырь высокой степени чистоты, в данном жеThe proposed method, according to the inventor, makes it possible to use unpurified natural raw materials, such as magnesite, for electrolysis, as the existing methods, as a rule, require the main raw material of high purity,

случае загр зн ющие примеси, состо щие , главным образом, из соединений железа и кремни , при электролизе переход т в медно-магниевый сплав, но при вакуум-дестилл ции остаютс в меди и при оборачивании этой меди постепенно в ней накапливаютс , что, однако, не причин ет никакого вреда процессу, так как железо и кремний только увеличивают легкоплавкость медно-магниевых сплавов, если их содержание не превосходит предела их растворимости в этом сплаве. Когда же будет достигнут этот предел, из сплава отгон етс весь магний и медь подвергаетс электролитической рафинировке общеизвестными техническими приемами. Эта периодическа рафинировка меди обходитс относительно очень недорого и, во вс ком случае, дешевле, чем очистка больших количеств магниевого сырь .In case of contaminating impurities, mainly consisting of iron and silicon compounds, they are transferred to copper-magnesium alloy during electrolysis, but remain in copper during vacuum distillation and accumulate in this copper, but It does not cause any harm to the process, since iron and silicon only increase the fusibility of copper-magnesium alloys if their content does not exceed the limit of their solubility in this alloy. When this limit is reached, all magnesium is distilled off from the alloy and copper is subjected to electrolytic refining by well-known techniques. This periodic refining of copper is relatively inexpensive and, in any case, cheaper than cleaning large quantities of magnesium raw materials.

Единственным затруднением процесса вл етс относительна тугоплавкость меди, вследствие чего в начале электролиза и в конце операции вакуум-дестилл ции медно-магниевого сплава в обоих этих случа х приходитс поддерживать температуру выше 1100°, что технически крайне затруднительно как из-за аппаратурных соображений, так и из-за того, что магниевый электролит при такой температуре очень сильно летит и поэтому такой перегрев ванны влечет за собою большие потери фтористых соединений .The only difficulty in the process is the relative refractoriness of copper, as a result of which at both electrolysis and at the end of the operation the vacuum distillation of the copper-magnesium alloy in both these cases has to be maintained above 1100 ° C, which is technically extremely difficult. and due to the fact that the magnesium electrolyte at such a temperature flies very strongly and therefore such overheating of the bath leads to a large loss of fluoride compounds.

Эго затруднение преодолеваетс следующими приемами: либо к расплавленной меди в самом начале процесса прибавл етс некоторое количество металлического магни (около 10%) и в дальнейшем при вакуум - дестилл ции в обогащенном магнием сплаве оставл етс некотора (около 10%) часть магни , котора посто нно оборачиваетс в процессе, вследствие чего температура плавлени меди понижаетс до 730, причём в процессе электролиза, по мере обогащени медно-магниевого сплава маснием, температура понижаетс еще более, либо к меди добавл етс небольшое количество нейтральних высококип щих металлических добавок, понижающих температуру плавлени меди, не измен ющих растворимости магни в расплавленной меди и не испар ющихс в вакууме, как например, олово кремний, ферросилиций и др.This difficulty is overcome by the following methods: either a certain amount of metallic magnesium (about 10%) is added to the molten copper at the very beginning of the process, and later on during the vacuum distillation in the magnesium-rich alloy, some (about 10%) of magnesium is left, which is constant but wraps around in the process, as a result of which the melting point of copper drops to 730, and during electrolysis, as the copper-magnesium alloy is enriched with oil, the temperature decreases even more, or a small amount is added to copper the amount of neutral high boiling metal additives which lower the melting point of copper, which do not change the solubility of magnesium in molten copper and which do not evaporate in a vacuum, such as tin silicon, ferrosilicon, etc.

Перва часть процесса-электролитическое получение медно - магниевого сплава - можзт быть заменена электротермическим получением такого же медно-магниевого сплава.The first part of the process is the electrolytic production of a copper-magnesium alloy — it can be replaced by an electrothermal production of the same copper-magnesium alloy.

Электролитическое получение такого сплава производитс в однофазных или трехфазных печах типа каобидных печей или печей дл ферросплавов, путем восстановлени окиси магни углем при высокой температуре в присутствии меди, раствор ющей получаемый магний.Electrolytic production of such an alloy is carried out in single-phase or three-phase furnaces of the type of kaobid furnaces or furnaces for ferroalloys, by reducing magnesium oxide with coal at high temperature in the presence of copper, dissolving the resulting magnesium.

Схема этой операции аналогична операции получени алюминиево-медной бронзы из Окиси алюмини и медных стружек электротермическим путем, т.е. здесь сначала происходит восстановление окиси магни углем с образованием карбида магни и затем на поверхности меди карбид магни реагирует с остальной частью окиси магни по реакции:The scheme of this operation is similar to the operation of obtaining aluminum-copper bronze from aluminum oxide and copper shavings by electrothermal method, i.e. here, first, the reduction of magnesium oxide with coal takes place with the formation of magnesium carbide and then on the surface of copper, magnesium carbide reacts with the rest of the magnesium oxide by the reaction:

Мд Сг + 2МдО 2 СО -f 3 Mg с образованием металлического магни , рзхтвор емого в момент образовани медью.MD Cr + 2MdO 2 CO -f 3 Mg with the formation of metallic magnesium, which was formed at the time of formation by copper.

Процесс вакуум-дестилл ции магни известен и имеет техническое применение в следующей форме: он примен етс дл рафинировки нормального 99,5% магни , котора осуществл етс перегонкой металла в вакууме в стальных герметически закрываемых ретортах, вделанных в электрическую печь при 850-900, причем перегон ющийс магний получаетс очень высокой чистоты (до 99,98%), в остатке же от перегонки собираютс примеси и небольшое количество окиси магни , а также хлористого магни (увлекаемого металлом при хлоридном способе его получени и вл ющегос одной из главных причин, способствующих коррозии нерафинированного магни ).The process of vacuum distillation of magnesium is known and has technical application in the following form: it is used for refining normal 99.5% of magnesium, which is carried out by distilling the metal under vacuum in steel hermetically closed retorts built into an electric furnace at 850-900 the distilled magnesium is obtained of very high purity (up to 99.98%), while the residue from the distillation contains impurities and a small amount of magnesium oxide, as well as magnesium chloride (carried away by the metal in the chloride process of its preparation). one of the major causes that contribute to corrosion of crude magnesium).

В такой же аппаратуре осуще вл етс и насто щий процесс отгонки магни из магниево-медного сплава с той лишь разницей, что служащую резервуаром дл расплавленного магниевомедного сплава часть печи приходитс соответственно футеровать дл предохранени от разъедающего действи расплавленной меди. Таким образом, иде In the same apparatus, the present process of stripping magnesium from a magnesium-copper alloy is carried out with the only difference that as a reservoir for the molten magnesium-copper alloy, part of the furnace must be lined accordingly to protect it from the corrosive effect of molten copper. So ide

этого способа -это комбинаци двух известных в отдэльности процессов: вопервых , процесса электролитического или электротермического получени магниевых сплавов и, во-вторых, метода отгонки магни вакуум-дестилл цией дл выделени части магни из сплава его с медью, с вэзвращэнием медного сплава с оставшейс частью магни , причем здесь используетс ббльша легкость получени магниевых сплавов, чем чистого магни , и иде выделени части магни из таких сплавов, при разнице температур кипени магни и т жёлого металла, вл ющегос базой сплава.This method is a combination of two well-known processes: firstly, the process of electrolytic or electrothermal production of magnesium alloys and, secondly, the method of stripping magnesium by vacuum distillation to separate part of magnesium from its alloy with copper, with the return of copper alloy with the remaining part magnesium, moreover, the ease of producing magnesium alloys than pure magnesium is used here, and the idea of separating part of magnesium from such alloys, with a difference in the boiling temperatures of magnesium and heavy metal, which is the base alloy.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1. A method for obtaining metallic magnesium by electrolytic or electrothermal means, characterized in that an alloy of magnesium is produced as an intermediate alloy with a highly boiling metal, for example,

copper, after which the magnesium is distilled off by distillation in vacuum, and the remaining high-boiling alloy is returned to a circular process and new magnesium-rich alloy is obtained.

2. Change of the method according to claim 1, in the case of the use of magnesium by electrolysis,

different from the fact that in order to lower the melting temperature of the intermediate heavy alloy, about 10% of magnesium is added to it at the beginning of the process, and magnesium is only partially removed from the resulting intermediate alloy, returning the remaining magnesium alloy back to the circular process.

3. Acceptance of the method pz nn. I and 2, characterized in that high-boiling impurities, easily fusing with magnesium and not evaporating in vacuum, for example, tin, silicon, ferrosilicon, etc., are added to the intermediate alloy of the low-melting point.