Производство магния и титана из обогащенной руды

В промышленности магний получают путем электролиза его безводных солей после воздействия на них высоких температур (плавки). В ходе процесса выделяют и рафинируют чистый металлический магний.

Для технологического процесса используют карналлит – хлорид калия и магния (KCl·MgCl2·6H2O). На первой стадии обработки – обогащение – минерал измельчают, затем подвергают воздействию воды, в результате чего хлорид магния(MgCl2) растворяется, а более устойчивый к воде хлорид калия сохраняет свое агрегатное состояние.

После выделения раствора соли MgCl2 из карналлита выполняется его обезвоживание. В печах кипящего слоя под действием теплоты газов при температуре 500-600?С происходит удаление воды из раствора (остаточное содержание влаги не более 3-4%). Вторым этапом данного процесса является плавка в печах сопротивления при t=800?С и отстаивание в миксере с целью удаления оксидов. Полученный хлорид магния готов к добавлению в электролит.

В пространство электролизера, футерованного специальным кирпичом, погружают аноды из графита и стальные катоды. После этого электролизер заполняют расплавленным электролитом, в состав которого входят: хлорид магния(10 %), хлорид кальция(45 %), хлориды натрия(30 %), и калия(15 %) и незначительные примеси фторидов натрия и кальция.

Данный состав позволяет снизить температуру плавки. При пропускании электрического тока катод собирает ионы магния. Всплывающий из-за своей маленькой плотности черновой магний удаляют с поверхности вакуумным ковшом. Чтобы избавиться от примесей, магний переплавляют с солями MgCl2, CaF2,CaCl2, KCl и NaCl (флюсом), формируя шлак из неметаллических компонентов. После охлаждения магний разливают на чушки.

Титан выступает активным элементом в химических реакциях, образуя соединения и растворы при повышенной температуре. При производстве чистого металлического титана требуются специальные условия.

Магние-термический способ предполагает:

• Обогащение магние-титановой руды для получения концентратов, содержащих 45% оксида титана TiO2.
• Плавку концентрата с антрацитом и древесным углем в электропечах для получения титанового шлака(оксида титана Ti3O5). При реакции чугун отделяется от шлака: 3(FeO·TiO2) + 4C = Ti3O5 +3Fe + 4CO.
• Образование четыреххлористого титана (TiCl4) путем смешивания оксида титана и каменноугольного пека при высокой температуре (800?) в безвоздушном пространстве, после чего хлорируют в предназначенных для этого печах.
• Восстановление магниемтитана в реакторах. Загрузив из чушек магний в полость реактора и подаваргонпосле откачки воздуха, закачивают пары четыреххлористого титана. В результате на стенках образуется металлический титан с примесью хлорида магния. Из данной реакционной массы выпаривают в печи части хлоридов и магния, после чего титан подают на плавку.