镁课堂：（六）8868体育网页版登录说说镁电解那些事

　　1883年英国科学家法拉第（M.Faraday）首次通过还原氯化镁制得纯镁，1852年德国化学家本生（R.Bunsen）在世界上建成第一台电解无水氯化镁的电解槽，1886年德国格里舍姆－伊利可创公司（Griesheim-Elektron）在施塔斯富特（Stassfurt）建成世界首家商业镁厂，采用菲希尔（Fischer）和格里特泽尔（Greatzel）发明的本生电解槽（池），以从光卤石提取钾时的副产物卤水（氯化镁盐卤）为原料。后来，该厂迁到德国的比特菲尔德（Bitterfeid），其员工皮斯托（Pistor）和莫尔切尔（Moschel）发明了连续高效制造无水氯化镁新工艺。1860年，马瑟（J.Mathey）和曼切斯特（C.Manchester）开始用类似的电解法生产镁。1886年，切米斯奇－法布利克（Chemische-Fabrik）和格里舍姆－伊利可创公司与法布利克（Fabrik）公司联合收购电解制镁工艺，直到1915年，它仍是全世界主要的制镁企业之一。1916年美国道屋（DOW）化学公司的电解制镁厂投产，它是当时也是以后一段相当长的时间内全世界最大的电解镁厂8868体育网页版登录。

　　自1886年熔盐电解法工业化生产镁以来，电解制镁技术得到不断发展。特别进入上世纪70年代后，无水氯化镁生产工艺取得了突破性成就，电解槽大型化在加速进行着，结构也在不断完善，有些已实现了密闭与计算机控制。电解槽电流强度已由最初的300A，发展到100~300kA，直流电耗也由初期的35000~4000kWh/（t镁），下降到当前11900kWh/（t镁）。

　　电解制镁采用的电解质为多组分氯盐，向氯化镁电解质中添其他组分是为了降低熔点和黏度，提高熔体电导率和降低氯化镁的挥发和水解。电解时两极发生的反应为：

　　镁在阴极生成，液态镁的密度比电解质的低，浮于表面，阳极产生的氯气则通过氯气罩排出。接近熔点650℃时，固态镁的密度约1650kg/m3，液态镁的约1580kg/m3。电解法制镁的工艺不下七八种，基本原理都相同，最有代表性有3种，按槽型可分为：道屋型、埃奇法本型（I.G.Farben），无隔板型。后者又可分为加铝式（Alcan）、苏联式与挪威式等多种。

　　这种镁电解槽或工艺是美国道屋化学工业公司于1916年发明的，并在密执安州（Michigan）米德兰市（Mialand）的工厂投产。采用海水与锻烧白云石制备MgCl2泥浆，然后与盐酸反应制成MgCl2溶液，再经浓缩与干燥处理制成MgCl21.5H2O，可将它直接加入电解槽制镁，副产物氯可回收，循环使用。

　　1941年道屋公司又在得克萨斯州海滨城市弗里波特（Freeport）市建成一个世界上最大的海水电解镁厂，最高产量达120kt/a。海水由输水槽引来，滤过淤泥与杂物后流入沉淀池，与石灰混合，过滤后与20%盐酸反应生成MgCl2，经蒸发得到固态MgCl2，再经干燥除水处理得到低水合的氯化镁（MgCl21.5H2O或MgCl21.25H2O），成为电解制镁的原料。电解槽为铸钢的，没有内衬，钢阴极与石墨阳极之间没有隔板，外部用天然气加热，典型电解质组成：60%NaCl、20%CaCl2、20%MgCl2，电解温度700~720℃，液态镁从槽上部的集镁容器流出，生产1t镁约可获得约2t氯，电解后的废电解质含有相当多的碳酸钾，是生产钾肥的好原料。

　　挪威海德鲁公司（Norsk Hydro）是欧洲主要的镁生产者，通过在干燥的氯化氢气中加热MgCl26H2O实现脱水，苏联及俄罗斯则主要往电解池中加入无水光卤石脱水。澳大利亚镁业公司（AMC）开发的生产无水氯化镁的工艺为：向氯化镁溶液中加入乙二醇（Gylcol，HOCH2CH2OH），蒸馏脱水，然后借氨喷雾生成六氨化氯化镁，其反应式如下。六氨化氯化镁焙烧后可得无水氯化镁，氨与溶剂可循环使用。

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