Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl2 (бишофит), натрия NaCl и калия KCl. В расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния:
MgCl2 (электролиз) = Mg + Cl2.
Расплавленный металл периодически отбирают из электролизной ванны, а в нее добавляют новые порции магнийсодержащего сырья. Так как полученный таким способом магний содержит сравнительно много (около 0,1 %) примесей, при необходимости «сырой» магний подвергают дополнительной очистке. С этой целью используют электролитическое рафинирование, переплавку в вакууме с использованием специальных добавок — флюсов, которые «отнимают» примеси от магния или перегонку (сублимацию) металла в вакууме. Чистота рафинированного магния достигает 99,999 % и выше.
Разработан и другой способ получения магния — термический. В этом случае для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кремний или кокс:
Применение кремния позволяет получать магний из такого сырья, как доломит CaCO3·MgCO3, не проводя предварительного разделения магния и кальция. С участием доломита протекают реакции:
ГДЕ ВЗЯТЬ МАГНИЙ??? КАК ИЗМЕЛЬЧИТЬ МАГНИЙ???
CaCO3·MgCO3 = CaO + MgO + 2CO2,
2MgO + CaO + Si = CaSiO3 + 2Mg.
Преимущество термического способа состоит в том, что он позволяет получать магний более высокой чистоты. Для получения магния используют не только минеральное сырьё, но и морскую воду.
Физические свойства.
Магний — металл серебристо-белого цвета. При обычных условиях поверхность магния покрыта прочной защитной плёнкой оксида магния MgO, которая разрушается при нагреве на воздухе до примерно 600 °C, после чего металл сгорает с ослепительно белым пламенем с образованием оксида и нитрида магния Mg3N2. Плотность магния при 20 °C — 1,737 г/см³, температура плавления металла tпл = 651 °C, температура кипения — tкип = 1103 °C, теплопроводность при 20 °C — 156 Вт/(м·К). Магний высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддаётся обработке резанием.
Химические свойства.
Химические свойства магния определяются наличием двух электронов на наружной электронной оболочке его атома. Поэтому наиболее характерны для магния реакции восстановления, в которых он окисляется, переходя в ион Mg+2. Магний почти не реагирует с чистой холодной водой, но из кипящей воды он энергично вытесняет водород. С увеличением количества примесей в воде резко повышается способность магния образовывать растворимые соединения. Поэтому он довольно быстро растворяется как в морской, так и в минеральной воде. Раскаленный магний реагирует с водой: Mg (раск.) + Н2О = MgO + H2↑; Щелочи на магний не действуют, в кислотах он растворяется легко с выделением водорода: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2; При нагревании на воздухе магний сгорает, с образованием оксида, также с азотом может образовываться небольшое количество нитрида: 2Mg + О2 = 2MgO; 3Mg + N2 = Mg3N2
Применение Магния.
Источник: studfile.net
Сколько стоит металлический магний? И зачем его сыплют в воду?
Как добывается магний?
Магний добывается одним из трех способов. Первый — это электролитический процесс, в котором используется хлорид магния, полученный из магнезита или морской воды. Второй — это силикотермический процесс, при котором кальцинированный доломит или магнезит смешивают с ферросилициевым сплавом. Третий включает растворение магнезита в соляной кислоте с образованием хлорида магния.
В процессе электролиза, который в основном используется в США, морская вода обрабатывается оксидом кальция, в результате чего гидроксид магния выпадает в осадок. Гидроксид магния собирают и превращают в хлорид магния, обрабатывая его соляной кислотой и нагревая. В этот момент соединение подвергается электролизу, образуя газообразный магний и хлор.
В силикотермическом процессе, который в основном используется в Китае, сплав ферросилиция смешивают с магнезитом. Магний обладает высокой реакционной способностью по своей природе, поэтому наиболее близким к нему веществом, которое можно добыть из земли, является магнезит. После смешивания магнезита и сплава ферросилиция их нагревают до испарения, а образующиеся пары магния собираются в охлаждающих сосудах для создания магния.
В третьем процессе, который в основном используется в Австралии, магнезитовая руда растворяется в соляной кислоте, образуя хлорид магния. Хлорид магния очищается и обезвоживается до сухого сырья перед электролизом в ячейке Alcan. Расплавленный магний удаляется, а оставшийся газообразный хлор рециркулирует и объединяется с водородом для получения большего количества соляной кислоты.
Источник: ru.411answers.com
Производство
Получают металлический магний двумя способами – электротермическим (или металлотермическим) и электролитическим. Как явствует из названий, в обоих процессах участвует электричество. Но в первом случае его роль сводится к обогреву реакционных аппаратов, а восстанавливают окись магния, полученную из минералов, каким-либо восстановителем, например углем, кремнием, алюминием. Этот способ довольно перспективен, в последнее время он находит все большее применение. Однако основной промышленный способ получения магния – второй, электролитический.
Производство магния электролизом
Магний производится в больших количествах электролизом расплава смеси хлоридов магния, калия и натрия или кремнийтермическим восстановлением. Для электролитического процесса используется или расплавленный безводный хлорид магния MgCl2 (при 750° С), или (при несколько более низкой температуре) частично гидратированный хлорид магния, выделенный из морской воды.
Содержание хлорида магния в расплаве составляет 5–8%. При снижении концентрации уменьшается выход магния по току, а при ее повышении – увеличивается расход электроэнергии. Процесс идет в специальных ваннах-электролизерах. Расплавленный магний всплывает на поверхность ванны, откуда его время от времени выбирают вакуум-ковшом и затем разливают по формам.
Далее магний очищают переплавкой с флюсами, зонной плавкой или возгонкой в вакууме. Рафинировать магний можно двумя путями – переплавкой и флюсами или возгонкой в вакууме. Смысл первого метода общеизвестен: специальные добавки – флюсы – взаимодействуют с примесями и превращают их в соединения, которые легко отделить от металла механическим путем.
Второй метод – вакуумная возгонка – требует более сложной аппаратуры, но с его помощью получают более чистый магний. Возгонку ведут в специальных вакуум-аппаратах – стальных цилиндрических ретортах. «Черновой» металл помещают на дно реторты, закрывают ее и выкачивают воздух. Затем нижнюю часть реторты нагревают, а верхняя все время охлаждается наружным воздухом.
Под действием высокой температуры магний возгоняется – переходит в газообразное состояние, минуя жидкое. Пары его поднимаются и конденсируются на холодных стенках верхней части реторты. Таким путем можно получать очень чистый металл, содержащий свыше 99,99% магния.
Термические способы производства магния
В термических способах производства магния сырьем служит магнезит или доломит, из которых прокаливанием получают MgO. В ретортных или вращающихся печах с графитовыми или угольными нагревателями оксид восстанавливают до металла кремнием (силикотермический способ) или Са2 (карбидотермический способ) при 1280-1300 °С либо углеродом (карботермический способ) при температуре выше 2100°С. В карботермическом способе (MgO + С = Mg + CO) образующуюся смесь СО и паров магния быстро охлаждают при выходе из печи инертным газом для предотвращения обратной реакции СО с магния.
Источник: www.allmetals.ru