5.25. Схема електролізера

Аноди виготовляють із графіту. Катоди — зі сталі у формі пла­стин; вони розташовані у ванні вертикально і паралельно один до одного. Вогнетривка перегородка відокремлює хлор від магнію.

При електролізі на анодах виділяється газоподібний хлор, що пухирцями спливає на поверхню і по хлоропроводах виводиться яття ттоттальтттого використання; біля катодів виділяється магній. Густина електроліту збільшуєтьсяvдобавленням так щоб він перевищував густину магнію, тому останній спливає на іш-верхню електроліту, звідкіля за нагромадженням витягується за допомогою вакуумних ковшів. Витрата електроенергії на тонну магнію складає (55000...60000) МДж.

Рафінування електролітичного магнію виробляється або пе­реплавленням його разом із флюсами, що рафінують, (суміш хло­ристих солей лужних і лужноземельних металів), або сублімацією у вакуумі під тиском (10...20)Па при температурі 600 °С. Таким способом одержують магній високої чистоти (до 99,99% Mg).

279

Термічні способи одержання магнію. Ці способи одержали ши­роке поширення внаслідок своєї простоти. Суть термічних спо­собів складається у відновленні оксиду магнію нафтовим коксом у герметичній дуговій електропечі при температурі (1900...2000) °С. Магній, що випаровується, швидко охолод­жується. Таким способом одержують чистий магній (99,97% Mg) при втраті електроенергії близько 75000 МДж на тонну металу. Відновлюють оксид магнію також кремнієм у вакуумі (залишко­вий тиск 10 Па) при температурі 1160 °С.

Виробництво титану. Титан має велику міцність (майже вдвічі більшу, ніж у заліза), високу стійкість в агресивних середовищах та невелику густину — 4500 тому він є дуже цінним конструкційним матеріалом. Титан широко використовується в літа­кобудуванні, хімічній і ін. галузях промисловості.

Рудами для одержання титану є рутил, що містить і ільменіт, що містить Руди піддають збагаченню (мокрому чи електромагнітному), в результаті чого одержують титанові концентрати. Витяг титану з концентратів — важка річ, тому що цри нагріванні титан реагує з киснем і азотом, а в розплавленому стані — з усіма відомими вогнетривами.

Вилучення титану складається з таких процесів:

1. Одержання в електричній шахтній печі тетрахлориду титану при нагріванні брикетів із суміші титанових концентратів технічного оксиду титану з вугіллям у струмі хлору; тетрахлорид титану після конденсації пари виходить у вигляді забруд­неної червонуватої рідини, що очищується дистиляцією;

2. Одержання губчастого титану (титанової губки) відновлен­ням тетрахлориду титану при взаємодії з магнієм у нейтральній атмосфері (аргон чи гелій) при температурі в зоні реакції (950... 1000) °С;

3. Одержання злитків титану в електричних дугових печах під вакуумом.

Для цього губку пресують з метою одержання з неї елект­родів. Такий електрод подається у верхню частину печі і є одним полюсом постійного струму. Іншим полюсом служить мідна во-доохолоджувана виливниця. За мірою плавлення електроду, що витрачається, з губки і затвердіння титану біля холодних стінок днище виливниці опускається до одержання злитку встановленої довжини. Сила струму при плавці — до 5400А, напруга — близь-

280

ко 30 В. Чистота титану одержуваного переплавленням губки, складає (99,6...99,7)%.

Основні властивості металів наведено в табл. 5.1.

Таблиця, 5.1.

Властивості металів