Хлоратор

Аппарат для получения безводного карналлита хлорированием карналлита в расплаве в присутствии углерода рис.3.9.

Производительность 4-6 т/ч

Используемая хлоро-воздушная смесь – анодный газ магниевых электролизеров содержащий 75% хлора. При хлорировании в расплаве практически не остаётся воды, но окись магния хлорируется на 75%. Это необходимо для более полного использования хлора (с уменьшением концентрации окиси магния резко снижается). Остаток окиси магния 0,6-0,8% подавляет хлорирование других окислов.

Сравнение скн и хлоратора

Производительность хлоратора, отнесенная к рабочему объему и площади выше в два и более раза, чем у СКН. Полезное использование хлорида магния из карналлита в хлораторе выше на 10-12%. Содержание хлорида магния достигает 52%, в СКН не превышает 49%. Удельный расход энергии в хлораторе на 10% ниже.

Недостатки: низкая степень использования хлора, наличие в карналлите примеси углерода.

Рис.3.9. Хлоратор для хлорирования окиси магния.

3.1.Основы электрометаллургии магния Физико-химические свойства электролитов

Для любого электрохимического процесса важнейшее значение имеет состав электролита. Индивидуальные соли не обладают требуемым набором физико-химических свойств, поэтому применяют 3-х и 4-х компонентные смеси, где каждая соль приносит в электролит свои характерные свойства.

Электролит для получения магния должен обладать следующими свойствами:

1)_по возможности низкой температурой плавления,

2)_плотность выше плотности магния на 0,1-0,2 г/см³ при темп. электролиза,

3)_низкая летучесть, небольшая склонность к гидролизу,

4)_малая вязкость

5)_низкое содержание примесей влияющих на выход по току.

Поверхностные свойства электролита должны благоприятствовать хорошему покрытия катода магнием и слиянию мелких капель в крупные. Необходима относительно высокая электропроводность, и легкость получения электролита заданного состава.

Чистый MgCl₂ как электролит не подходит (высокие Тпл, вязкость, упругость пара, низкая электропроводность, плохая смачиваемость, высокая склонность к гидролизу). Электролиз карналлита позволяет существенно снизить температуру. Карналит имеет более высокую электропроводность и смачиваемость, меньше упругость пара. Хлорид магния в карналлите крепко связан, меньше летит и гидролизуется, резко снижается шламообразование. Но двойные электролиты KCl-MgCl₂ и NaCl-MgCl₂ имеют и недостатки:

-по мере выработки MgCl₂ (3-5%) резко увеличивается температура плавления. Чтобы этого не допускать, необходимо работать как минимум на 3-х компонентном электролите.

Добавка NaCl приводит к тому что за счет существования в системе NaCl-KCl эвтектики с Т_пл 650ºС, даже при полной выработке хл. магния электролит остается жидким. Также увеличивается электропроводность, что позволяет снижать энергозатраты.

Однако добавки NaCl и KCl снижают удельный вес электролита, приближая его к удельному весу жидкого магния. Это создает трудности при разделении солевой и металлической фаз и отрицательно сказывается на выходе по току. Поэтому необходима добавка соли утяжелителя CaCl₂ или BaCl₂, но при этом увеличивается вязкость.

Привлекательными свойствами обладает LiCl. В системе LiCl-KCl есть эвтектика с Тпл=340ºС. Удельная электропроводность LiCl в 6 раз выше чем у MgCl₂. Но при этом снижается удельный вес электролита, повышается гигроскопичность соли. Также LiCl имеет высокую стоимость.

Таблица 3.4. Свойства некоторых солей

	Tпл,С	Плотн, г/см^3	Эл-пров,1/Ом·см	Вязк, сП
MgCl2	718	1,682	1,01	4,69
KCl	770	1,539	2,42	1,42
NaCl	801	1,549	3,54	1,49
LiCl	606	1,501	5,86	1,82
BaCl2	958	3,12	1,93	-