Спосіб одержання магнію

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно: получению магния и хлора из хлоридного сырья электролизом. Известен способ получения магния, где в качестве хлоридного сырья для производства магния используют безводный карналлит и хлористый магний (с содержанием 90-100 мас.дол.% хлорида магния), получаемый в ШЭПах, при производстве титана, из рассолов и т.д. [1]. Применение в качестве сырья безводного хлористого магния, получаемого в ШЭПах хлорированием магнезита, диктует необходимость использовать в электролизерах натрий-кальциевые электролиты. Это обусловлено тем, что получаемый таким образом хлористый магний содержит примеси хлоридов натрия и кальция в значительных количествах. Применение натрий-кальций-калиевых электролитов обеспечивает достижение более, высоких те хнико-экономических показателей на переделе электролиза, по сравнению с натрий-кальциевыми электролитами. Однако для создания такого состава электролита в электролизерах, питаемых хлористым магнием из ШЭПов, необходима загрузка в электролизер больших количеств хлорида калия и приводит к большим потерям хлорида магния. При получении магния из безводного карналлита на каждую тонну металла образуется 4,5-5,5 τ отработанного расплава, содержащего 70-75% хлорида калия. При производстве магния в бездиафрагменных электролизерах, в которых удаление шлама совмещается с операцией откачки отработанного расплава, около 25-30% объема отработанного расплава не может использоваться в технологии приготовления синтетического карналлита из-за повышенного содержания в отработанном расплаве оксида магния. Эта часть расплава направляется в отвал, что приводит к безвозвратным потерям такого ценного компонента, которым является хлорид калия. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является сокращение расхода хлористых солей и повышение выхода магния по току. Поставленная задача достигается благодаря тому, что в способе получения магния, включающим электролиз хлористого магния серией электролизеров, извлечение из электролизеров шламо-электролитной смеси, ее отстой и возврат осветленного расплава на электролиз и электролиз из синтетического карналлита второй серией электролизеров с извлечением из электролизеров отработанного расплава, отработанный электролит с содержанием оксида магния более 0,1 мас.% направляют на отстой вместе со шламоэлектролитной смесью. Кроме того, на отстой можно направлять часть отработанного электролита, а также использовать хлористый магний, полученный хлорированием магнезита. Для осуществления способа, вместе со шламо-электролитной смесью, удаляемой из электролизеров, питаемых хлористым: магнием, и перерабатываемой методом отстоя, направляют на переработку отработанный расплав электролизеров, питаемых карналлитом. При этом в перерабатываемом расплаве устанавливается определенное содержание хлорида калия, определяемое соотношением масс шламоэлектролитной смеси и отработанного расплава После отстаивания расплава, в результате чего он очищается от примесей, находящихся в нерастворимой форме (в основном это оксид магния), осветленный расплав возвращается в электролизеры, питаемые хлористым магнием. Способ позволяет создать в электролизерах, питаемых хлористым магнием ШЭПов, натрий-кальцийкалиевый электролит, и для этой цели использовать часть отработанного расплава, ранее направляющуюся в отвал. Поскольку физико-химические свойства (вязкость, степень гидролиза хлорида магния) указанного тройного электролита более предпочтительны для электролиза, чем двойного-натрий-кальциевого, это позволяет повысить выход магния по току на электролизерах, питаемых хлористым магнием, на 1-2%. Помимо этого, хлорид калия, поступающий из отработанного расплава, позволяет компенсировать потери солей при электролизе, и, вследствие этого, отказаться от загрузки в электролизеры корректирующих добавок в виде хлоридов натрия и калия. В технологии производства синтетического карналлита может применяться отработанный расплав с содержанием оксида магния не более 0,1%. Поэтому экономически целесообразно на совместный отстой со шламо-электролитной смесью направлять отработанный расплав, в котором содержание оксида магния превышает 0,1 %. Пример 1. Существующее положение. В цехе электролитического получения магния производительностью 30 τ магния в сутки, 10 τ производится в электролизерах, питаемых хлористым магнием ШЭПов, и 20 г в электролизерах, питаемых безводным карналлитом. На переработку отстоем поступает 6 τ в сутки шламо-электролитной смеси, содержащей, %: МgСІ2 - 10, NaCI - 45, СаСІ2 - 44, МgО – 1. Осветленный расплав в количестве 4,5 τ возвращается в электролизеры, питаемые хлористым магнием. Для компенсации потерь в электролизеры хлормагниевой схемы ежесуточно загружают 1 τ хлорида натрия и 1 τ хлорида кальция Из электролизеров карналлитовой схемы питания ежесуточно откачивается 100 τ отработанного расплава, из которых 75 τ с содержанием оксида магния ниже 0,1% направляется на производство синтетического карналлита, а 25 τ отработанного расплава, содержащего: MgCI - 6%, NaCI 20%, KCI - 72%, MgO - 2%, направляют в отвал. Электролизеры хлормагниевой схемы питания, использующие натрий-кальциевый электролит (10% МgСІ2, 45% NaCI и 45% СаСІ2) работают с вы ходом по току 81 %. Пример 2. По предлагаемому способу. На переработку отстоем поступает 6 τ в сутки шламоэлектролитной смеси и 25 τ отработанного расплава. В результате этого электролит электролизеров хлормагниевой схемы питания обогащается хлористым калием и содержит 10% МgСІ2. 30% NaCI, 30% СаСl2 и 30% KCI. Шламоэлектролитная смесь таких электролизеров содержит: MgCI2 - 10%, NaCI - 30%. СаСІ2 29%, KCI - 30%, MgO - 1%. После отстоя осветленный расплав в количестве 6,5 τ в сутки и содержащий. МgСІ2 - 8%, NaCI - 22%, СаСІ2 - 6%, KCI - 64% возвращается в электролизеры хлормагниевой схемы питания. За счет изменения состава электролита выход по току на электролизерах хлормагниевой схемы питания повышается до 82,5%. Таким образом, при работе по предлагаемому способу количество отходов, направляемых в отвал, снижается на 2 τ в сутки; отпадает необходимость корректирующих загрузок в электролизеры хлоридов натрия и кальция, что составляет 100 кг на τ Mg; вы ход по току на электролизерах хлормагниевой схемы повышается на 1-2%.