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

димы были сухие материалы, сырой оксихлорид подвер­ гался дальнейшей сушке при 350°, в результате чего содержание влаги в нем снижалось до 10%.

Производство хлористого магния из оксихлорида маг­ ния и его электролиз с целью получения металлическо­ го магния на всех заводах ИГФ представляли единое целое как неразрывный технологический процесс.

Схема производства безводного хлористого магния и металлического магния на заводах в Биттерфельде и Акене была следующей. Оксихлорид магния (доставляе­ мый с завода Тойчеиталь) смешивался с бурым углем (восстановителем), торфом и концентрированным раство­ ром хлористого магния. Полученную пастообразную мас­

(при 400—500°) во вращающейся печи.

Обожженные брикеты поступали на хлорирование га­ зообразным хлором в шахтной электрической печи, фу­ терованной огнеупорным кирпичом. В печи имелись два ряда угольных электродов (по три в каждом ряду), питавшихся переменным током. Подача в печь брике­ тов осуществлялась сверху.

Между рядами электродов помещались фурмы для подачи внутрь печи хлора. В нижней части печи име­ лась летка, через которую периодически выпускали по 1000 кг безводного хлористого магния. Пространство между рядами электродов было заполнено угольными ци­ линдриками, служившими электрическим сопротивлени­ ем, где развивалось джоулево тепло, необходимое для поддержания в зоне хлорирования температуры в 1000— 1050°.

Отличие технологии производства хлорида магния на заводе в Стассфурте от технологии на заводах в Бит­ терфельде и Акене заключалось в основном только в том, что на первом применяли сухое брикетирование шихты (без добавок в нее раствора хлористого магния).

Собственно получение металлического магния на всех трех заводах ИГФ осуществлялось совершенно одинако­ во в электролизерах одной и той же конструкции с верх­ ним вводом анодов и катодов.

Разница заключалась только в размерах и в ампер­ ной нагрузке электролизеров, которые возрастали по мере строительства новых заводов. Так, на наиболее ста­

49

ром магниевом заводе в Биттерфельде ванны работали

кирпичом. Анодные блоки из графитироваиных электро­ дов и литые стальные катоды были пропущены через крышки ванны сверху; катодное и анодное пространства

Электролитом на магниевых заводах ИГФ служил рас­ плав следующего состава: 38—42% СаС12, 7—15% MgCl2, 17—25% NaCl и 22—30% KCl. Столь высокое содержа­ ние хлорида кальция в электролите было обусловлено, по-видимому, двумя обстоятельствами: а) неизбежно­ стью постепенного накопления в электролите работаю­ щих ванн хлорида кальция в результате внесения по­ следнего с хлоридом магния, поступавшим из электро­ печей (и уже содержавшим 5—7% СаС12), и б) боль­ шей плотностью такого электролита, что улучшало всплывание магния и, таким образом, уменьшало его ме­ ханические потери. Такой электролит имел температуру плавления 400—450°, что позволяло вести процесс элек­ тролиза при 690—760°, в среднем при 750°. При повыше­ нии в электролите содержания СаС12 более чем на 40—42% его корректировали хлористым натрием.

Введение свежей порции расплавленного электроли­ та в ванну осуществлялось путем заливки через переноснукГ воронку в катодное пространство из опрокиды­ вающегося ковша, установленного на электрокаре.

Раз в сутки из ванн с помощью вакуумного ковша извлекали магний, плававший на поверхности электро­ лита в катодном пространстве.

Вакуумный ковш был смонтирован на электрокаре. Гибким шлангом ковш присоединяли к вакуумной линии, проходившей вдоль всех ванн, и с помощью, подвижной железной теплоизолированной трубы магний поочередно отсасывали из каждой катодной ячейки. По заполнении ковша магний из него (для переплавки и разливки по изложницам) выдавливали с помощью сжатого воздуха.

50

Хлор, выделявшийся на анодах, по керамиковому газопроводу отсасывался вентилятором и, пройдя пред­ варительную очистку (от пыли и хлороводорода), вновь направлялся в шахтные электропечи для хлорирования оксихлорида магния.

Работа магниевых ванн заводов ИГФ в 1943 г. ха­ рактеризовалась следующими расходными коэффициен­ тами на 1 тмагния:

не ниже 85%, рабочее напряжение на ваннах находи­ лось в пределах 6—-7 в.

Себестоимость 1 т магния в 1943 г. на заводе в Биттерфельде составляла 1284,6 марки, в Акене 1514,3 мар­ ки II в Стассфурте— 1293,6 марки, что было выше стои­ мости металлического алюминия (1051 марки за 1 т. но данным германского завода Лаутаверке в том же

1943 г.).

Что касается производства магния на заводе Винтерсхалль А. Г., то электролизу здесь подвергался обез­ воженный карналлит, причем операция обезвоживания

при 6 в. Расход электроэнергии постоянного тока на первых ваннах составлял примерно 24 квт-ч и на вто­ рых 21 квт-ч на 1 кг магния. Ванны были круглые и при силе тока в 18 тыс. а имели около 2 м в диамет­ ре и 1 м глубины; катодная ванна снабжалась 16 гра­ фитовыми анодами диаметром 300—350 мм. Катоды на­ ходились между анодами, причем все электроды в ванне были расположены по кругу; металл собирался в центре ванны на поверхности электролитам

Отработаннын электролит, удалявшийся из ванн и состоявший в значительной мере из хлорида калия, использовался для производства удобрений.

51

Основная масса металлического Магния, выпускав­ шаяся германской промышленностью до 1945 г., по­ треблялась для производства легких сплавов магния (электрона, гндроналия), а меньшая часть его использо­ валась для различных пиротехнических целей. При этом характерным было то, что конечным продуктом всех маг­ ниевых заводов ИГФ был не чушковый магний, а ука­ занные магниевые сплавы, часто выпускавшиеся за­ водами в виде тех или иных полуфабрикатов и изде­ лий.

После второй мировой войны магний на заводах в Биттерфельде, Акене и Стассфурте (которые находятся на территории Германской Демократической Республи­ ки) не производился. Однако конструкция магниевого электролизера, разработанная и эксплуатировавшаяся на этих заводах, была принята для оборудования маг­

надлежат: Клифтон (близ Манчестера) компании Маг- незиум-Электрон (Англия) и Херойя (близ Порегрунда) компании Норек Хидро (Норвегия).

Соединенные Штаты Америки

(1914—1965 гг.)

Небольшой магниевый завод в США возник в Босто­ не еще до 1914 г. Магний на нем получали химиче­ ским путем. Но это предприятие больших успехов не имело и вскоре было закрыто. Поэтому вплоть до пер­ вой мировой войны магний в США ввозился из Гер­ мании. Собственное магниевое производство США созда­ ли в период первой мировой войны, причем почти весь получавшийся магний использовался на военные нужды

[24].

Всеобщая компания электричества в Скенектэди впер­ вые в США стала получать магний электролитическим способом. Нортоновские лаборатории в Нашуа (НьюГемпшир) и в Лакпорте (штат Нью-Йорк) получили магний в течение второй половины 1915 г. по этому же способу. Затем в течение нескольких последующих лет возник ряд других компаний, производящих магний. Среди этих компаний были: Общество авиационных ма­ териалов на Ниагаре, Магниевая корпорация в Румфор-

52

де, Американская магниевая корпорация на Ниагаре й Химическая компания Доу в Мидлэнде (штат Мичиган), организовавшаяся в 1916 г. Некоторые из этих компаний, однако, слились, и поэтому к 1920 г. в США остались только две магниевые компании — Американская магни­ евая корпорация и Химическая компания Доу.

К этому времени на рынке США появился более де­ шевый германский магний, импорт которого в три раза превышал размеры сбыта собственного магния. И только благодаря введению в 1922 г. оградительной пошлины на ввозимый магний, магниевая промышленность США не прекратила своего существования. В 1924 г. была приостановлена переработка германского магния на за­ водах Электрометаллургической компании. С другой сто­ роны, в 1927 г. Американская магниевая корпорация целиком переключилась на производство рафинирован­ ного магния и его сплавов, прекратив производство пер­ вичного (чернового) чушкового магния. С этого време­ ни все количество чушкового магния, потребного для внутреннего рынка, стала поставлять Химическая ком­ пания Доу.

Р. Ганн [63] привел описание развития магниевого производства на заводе Химической компании Доу. Пос­ ле организации этой компании в 1916 г. ей необходимо было решить две проблемы: найти способ обезвожи­ вания хлористого магния и разработать конструкцию электролизера. Несколько групп инженеров и хими­ ков одновременно приступили к решению этих проб­ лем. Обезвоживание вначале выполняли простым нагре­ ванием гидрата хлористого магния. Однако это сопро­ вождалось сильным его гидролизом, поэтому такой спо­ соб был оставлен, и завод перешел на метод обезво­ живания с помощью так называемого «аммонийного» процесса. В этом случае хлористый магний переводи­ ли в двойную аммонийно-магниевую соль, разлагая ко­ торую нагреванием получали безводный хлористый магний.

Первый электролизер для получения магния был рассчитан на силу тока в 120 а, имел, по-видимому, параллельное расположение анода и катода и работал при напряжении 10—12 в. В результате уже первых исследований было установлено, что добавки к расплав­ ленному хлористому магнию хлористого натрия и фто­

53