Файл: Беляев, А. И. История магния.pdf

В связи с этим возникла проблема и наиболее.це­ лесообразного использования карналлитов Соликамско­ го района с получением из них ряда продуктов, в ко­ торых нуждалось быстро развивающееся народное хо­ зяйство Советского Союза. В результате решения этой проблемы на Урале был создан крупнейший центр со­ ветской калийной и магниевой промышленности.

Запасы карналлитов исчислялись в Соликамске мил­ лиардами тонн, причем благоприятным обстоятельством явилось отсутствие в уральских карналлитах примеси сернокислых солей. Это упрощало их применение для производства металлического магния.

Кроме карналлитов, как источника магния, на тер­ ритории Советского Союза были выявлены и другие магниевые руды и сырье.

Еще в дореволюционное время было известно круп­ ное Саткинское месторождение магнезита в Челябин­ ской области. Этот магнезит характеризовался высоким содержанием окиси магния и постоянством состава.

Весьма широкое распространение на территории Со­ ветского Союза имели месторождения доломита.

Огромные запасы магниевых солей сосредоточены в рапе соляных озер, число которых в Советском Союзе очень велико. Исследования в этом направлении были начаты академиком Н. С. Курнаковым. Во многих слу­ чаях в озерной рапе также отсутствуют сернокислые соли. К таким озерам, в частности, принадлежат Пе­

воде) и залив Кара-Богаз-Гол Каспийского моря также могли служить источниками магниевого сырья.

Таким образом, в Советском Союзе были обнаруже­ ны самые разнообразные виды источников магния, ко­ торые составили практически неисчерпаемую сырьевую базу для производства этого металла.

Все это, естественно, послужило толчком к постанов­ ке и развертыванию соответствующих исследовательских работ в области металлургии магния.

Следует отметить, что работа П. П. Федотьева' и Н. Н. Воронина [76] по изучению технического элект­ ролиза карналлита также сыграла свою роль при. орга--

76

низации магниевой промышленности СССР, став исход­ ной для последующих исследований.

В 1930 г. П. П. Федотьев указывал, что наша стра­ на располагает необходимыми ресурсами и возможнос­ тями для организации магниевой промышленности соб­ ственными силами. В «Химико-технологических очерках» [77] он писал: «В наших условиях естественно при­ бегнуть также к хлористому магнию, добываемому на крымских соляных промыслах. Впоследствии могут быть применены соли Соликамского района. Установ­ ление магниевого производства не связано ни в какой мере с импортом сырья или аппаратуры и могло бы быть организовано внутренними средствами». И далее: «Из предшествующего легко усмотреть, что для немед­ ленного установления у нас производства магния элект­ ролизом хлористой соли нет никаких технических пре­ пятствий.

Исследовательским учреждениям можно рекомендо­ вать изучение нового способа получения магния, иссле­ дования способов рафинирования магния и свойств его сплавов».

С 1929 г. советскими исследователями были начаты систематические работы по изучению электролитических способов получения магния. Этот первоначальный пе­ риод в истории советской магниевой промышленности характерен тем, что изыскание способа получения маг­ ния проводилось по нескольким направлениям.

Такое положение объяснялось в первую очередь тем, что технология производства металлического магния в зарубежной промышленности являлась секретом фирм, которым принадлежали магниевые заводы. Данные об этом публиковались крайне скудно. Поэтому советские исследователи при решении проблемы получения оте­ чественного магния работали совершенно самостоятель­ но, идя одновременно несколькими путями.

Так, в 1929 г. были возобновлены исследования по получению магния электролизом расплавленного карнал­ лита в Ленинградском электротехническом институте. Работы эти проводились под руководством П. Ф. Ан­ типина (1890—1962) в электролизере на силу тока 600 а. При этом была установлена возможность получения, магния из карналлита с показателями, близкими к про­ мышленным.

77

С конца 1929 г. исследовательские работы по полу­ чению магния развернулись в Государственном институ­ те прикладной химии (ГИПХ) в Ленинграде.

Исследования здесь проводились большим коллекти­ вом сотрудников института (А. А. Моисеевым, А. Ф. Ала­ бышевым, А. Г. Бергманом, А. М. Ляшенко, С. С. Мар­ ковым, А. П. Обуховым и др.). За время с 1929 по 1931 г. в ГИПХ были выполнены многочисленные иссле­ дования [83, 84] в лабораторном и крупнолаборатор­ ном масштабах, касавшиеся обезвоживания карналлита и шестиводного хлористого магния (бишофита) в токе хлора и хлористого водорода в присутствии хлористо­ го аммония. Электролиз безводных хлористых солей маг­ ния изучали в электролизерах на силу тока до 1200 а. Последние работали с внешним подогревом и без него. Исследовалась также возможность электролиза рас­ плавленных хлоридов магния в электролизерах с диа­ фрагмами (разделявшими катодное и анодное простран­ ства) и без диафрагм.

Почти одновременно с ГИПХ (также с конца 1929 г.) приступил к научно-исследовательским работам по полу­ чению магния Уральский научно-исследовательский ин­ ститут (УНИХИМ) в Свердловске, где эти работы осу­ ществлялись под руководством проф. И. Г. Щербакова. Если ГИПХ занимался главным образом вопросами обез­ воживания хлористого магния и его электролиза, то УНИХИМ основное внимание уделял переработке на магний Соликамских карналлитов.

В ГИПХ разрабатывалась преимущественно конст­ рукция диафрагменного электролизера, а в УНИХИМ — бездиафрагменного [85].

Третье направление, в котором разрабатывалась про­ блема получения магния в этот первоначальный период, заключалось в изучении оксидного способа, т. е. эле­ ктролиза окиси магния, растворенной в расплавленных фтористых солях. Опыты эти проводились в 1930— 1931 гг. в Государственном институте цветных металлов (Гинцветмете) в Москве [86], причем одновременно изу­ чались способы получения чистой окиси магния, необ­ ходимой для электролиза [87]. Сила тока на ванне при испытании оксидного способа достигала 2500 а.

Весьма важным'^событием в истории металлургии магния в СССР был пуск в апреле 1931 г. в Ленингра-

78

Де Опытного магниевого завода по проекту Ленинград­ ского отделения Гипроцветмета. А в августе этого же года в Ленинграде был организован Научно-исследова­ тельский институт легких металлов (НИИСАлюминий), которому и был передан Опытный магниевый завод. В результате этого была создана необходимая научноэкспериментальная база, на которую была возложена задача решения технологических вопросов, связанных с организацией в Советском Союзе магниевой промышлен­ ности, включая и подготовку производственных кадров для будущих магниевых заводов.

Коллектив сотрудников НИИСАлюминия под руко­ водством А. Г. Бергмана, М. В. Боярского, В. М. Гусь­ кова, В. А. Клементьева, В. П. Машовца, А. П. Обу­ хова, В. А. Суходского в течение нескольких лет, пред­ шествующих пуску магниевых заводов, выполнил об­ ширную программу научно-исследовательских работ, на­ правленных на создание теоретического фундамента двух основных стадий в металлургии магния — произ­ водства безводных хлористых солей и их электролиза. Результаты большинства этих работ [92—97] не поте­ ряли своей ценности и в настоящее время.

Втом же направлении проводила научно-исследова­ тельские работы по магнию кафедра электрометаллур­ гии цветных металлов Ленинградского политехнического института (под руководством П. П. Федотьева, а затем Ю. В. Баймакова).

Всвязи с предстоящим, строительством магниевых заводов П. П. Федотьев предложил аспирантам кафедры «навалиться всем фронтом на магний» К

Вапреле — июне 1931 г. аспиранты кафедры элект­

рометаллургии цветных металлов под руководством П. П. Федотьева непосредственно работали на Опыт­ ном магниевом заводе в цехах обезвоживания и элект­ ролиза. Они участвовали в монтаже оборудования, его наладке и исследовании [98].

Необходимо отметить, что в начале 30-х годов уче­ ник П. П. Федотьева Г. А. Абрамов (1906—1953) выпол­ нил диссертационную работу на важную в теоретиче­ ском и прикладном отношении для электрометаллургии магния тему «Исследование методами термического ана-1

1 Сообщение А. И. Журина.— А. Б.

79

лиза и микроструктуры тройной системы, образованной хлоридами натрия, калия и магния» [99].

В лабораторных условиях проводились научно-иссле­ довательские работы, имевшие целью снизить расход электроэнергии на электролиз и повысить производи­ тельность магниевых ванн. В результате была установ­ лена возможность уменьшения междуэлектродного рас­ стояния до нескольких сантиметров, а также целесооб­ разность повышения плотности тока [100].

В октябре 1931 г. в Ленинграде была созвана первая Всесоюзная конференция по магнию, принявшая реше­ ние о проектировании первых двух советских магниевых заводов — Днепровского (в г. Запорожье) и Уральского (в г. Соликамске).

Проектирование Днепровского завода велось по так называемой хлормагниевой схеме, которая предусматри­ вала питание электролизеров обезвоженным хлористым

80.

магнием, электролиз которого осуществлялся в среде расплавленных хлоридов щелочных металлов. Ураль­ ский завод работал по так называемой карналлитовой схеме. В этом случае электролизеры должны были пи­ таться искусственным (перекристаллизованным) кар­ наллитом, который в расплавленном состоянии подвер­ гался электролизу. В результате карналлит постепенно обеднялся по хлористому магнию. Поэтому время от времени из электролизеров удаляли часть обедненного (отработанного) электролита и заменяли свежим кар­ наллитом. Отработанный, богатый хлористым калием, электролит представлял собой денное калийное удобре­ ние.

На Опытном магниевом заводе проводили изучение необходимых технологических процессов и испытание со­ ответствующих полузаводских агрегатов для первой и второй стадий обезвоживания хлористого магния и обез­ воживания карналлита. Кроме того, была опробована опытная конструкция электрической печи для получе­ ния хлористого магния путем хлорирования окиси маг­ ния газообразным хлором [87].

Весьма существенным был вопрос о создании конст­ рукции электролизеров, обеспечивающих непрерывность технологического процесса при электролизе карналлита. Учитывая это, Союзкалий (возглавлявший тогда работы по использованию калийно-магниевых солей), объявил в конце 1931 г. конкурс на конструкцию магниевой ван­ ны для электролиза карналлита. На конкурс поступило 13 проектов ванн, из которых, однако, к проверке на Опытном магниевом заводе был принят только один проект Б. Г. Гуляницкого, С. Г. Котоусова и В. М. Фаренгольца [88]. В предложенной ими ванне использо­ вался принцип бокового подвода тока к анодам. Испы­ тание этой ванны в полузаводском масштабе на Опыт­ ном магниевом заводе дало положительные результаты, и она была принята для оборудования Уральского маг­ ниевого завода.

Почти одновременно проходила испытание на Опыт­ ном магниевом заводе магниевая ванна с верхним под­ водом тока к анодам, которая предназначалась для Днепровского магниевого завода.

Вторым пятилетним планом предусматривалась орга­ низация производства магния в нашей стране [78, стр.

§1