合成氧化镁炼镁(extraction of magnesium from synthetic magnesia)

以合成氧化镁为原料，用熔盐电解法炼镁生产金属镁的方法。挪威诺斯克希德罗公司(Nork Hydro A/S)于1951年建设的波斯格隆(Porsgrum)镁厂，以海水、白云石为原料，先制成合成氧化镁，再经制团和烘干、竖炉氯化制取无水氯化镁熔体，最后电解生产金属镁(见图)。这种炼镁方法的电解原料制备流程较长，但获得的氯化镁熔体既可用于有隔板电解槽电解，也适合于无隔板电解槽电解。合成氧化镁炼镁主要由无水氯化镁熔体制取和无水氯化镁熔体电解两大过程组成。

无水氯化镁熔体制取   主要包括合成氧化镁制取、制球和烘干、氯化等三道作业。

合成氯化镁制取   将含Mg12％～13％、纯度98.5％的白云石破碎至粒度小于13mm后，加入回转窑中于1173～1273K温度下煅烧成煅烧白云石。煅烧白云石与经硫酸盐脱碳后的澄清海水一起加于反应槽中反应生成Mg(OH) ₂：

CaO•MgO+2H₂O=Ca(OH)₂+Mg(OH)₂↓

MgCl₂+Ca(OH)₂=Mg(OH)₂++CaCl₂

将Mg(OH)₂乳液送至沉降槽，并加入絮凝剂。含CaCl₂的上清液排弃，底流约含Mg(OH)₂200g/L。底流经真空过滤，滤饼送回转窑轻烧(高温带1173K)，制得合成氧化镁。合成氧化镁含MgO88％～90％、CaO2％、Fe₂O₃0.15％～0.25％，其余为SiO₂、Al₂O₃、SO₃等。

制球和烘干   经粉碎的合成氧化镁粉和具有一定活性的焦炭粉按C：MgO=0.22～0.3配料，并加入占炉料量2％的氯化钠。配好的炉料经均匀混合后，加于圆盘制球机(见炉料制粒)上，并同时喷入卤水，制成粒度为10mm的球团。球团加入回转窑内于673～723K温度下干燥，制得约含水10％的熟球团，作为氯化炉料。熟球团具有较好的活性、足够的机械强度、较高的孔隙度和发热值，是比较好的氯化炉料。

氯化   将熟球团送入竖炉(见菱镁矿炼镁)，并通入较高浓度的氯气进行氯化。氯气一般含Cl₂92％(体积分数)。合成氧化镁竖炉氯化制取氯化镁熔体的氯气消耗量低，一般生产1t镁只需补充氯气0.25～0.5t；电耗低，每吨氯化镁熔体耗电400～500kw•h；每台

氯化炉日产氯化镁18～20t。产出的无水氯化镁熔体含MgCl₂95％以上。

无水氯化镁熔体电解   将无水氯化镁熔体于45kA的有隔板电解槽中进行电解。在槽电压6～6.5V，电解温度1003～1013K以及电解质组成为MgCl₂8％～18％、KCl3％～4％、CaCl₂≈40％、NaCl≈48％、CaF₂1％的条件下，电流效率为80％～85％。阴极产出的镁每天用真空抬包汲出1次，每天加料4次，每周人工出渣1次。也有采用300kA无隔板电解槽进行电解的。在槽电压5V时，电流效率80％～87％，吨粗镁回收的氯气在2.8t以上。采用这种电解槽电解每16h出镁一次，4h加料一次，3个月左右出渣一次。

电解所得的粗镁送铸造车间，于坩埚电炉中用氯盐熔剂精炼后，连续铸成商品镁锭。