炼镁用炭素材料(carbon  materials  for  magnesium  manufacturing)

金属镁生产过程中所使用的炭素材料。主要包括电解法中的电炉电极、炭素格子砖、镁电解槽用石墨电极、阳极炉浸渍电极以及硅热还原法中还原炉用电极等。金属镁生产中作用炭素材料的热工设备主要有竖式氯化电炉、氯化器、电解槽、阳极浸渍炉、熔渣导电半导体连续还原炉等。

竖式氯化炉用炭素材料 竖式氯化炉是生产无水氯化镁的核心设备。炉内用的炭素材料有电炉电极和炭素格子砖等。

竖式氯化炉内的反应温度900～1000℃，氯化按下列反应式进行：

3MgO+2C+3Cl₂=3MgCl₂+Co+CO₂

电炉中水平插入两排电极.每排3根，彼此成120^。配置，上排与下排电极错开60^。。下排电极安装在炉底上，两排电极间距3m。两排电极之间的炉膛空间内填φ100mmX100mm的炭素格子砖。炭素格子砖形成格子电阻体。电极将电流输入炉内，通过炭素格子电阻体发出的热控制炉内温度制度。

电极和炭素格子砖在高温及承受炉料压力下工作，并与Cl₂、O₂及MgCl₂熔体直接接触，环境条件苛刻，因而要求其质量稳定，具有较强的耐腐蚀能力。

中国竖式氯化电炉使用铝电解用炭块(质量符合GB8743--88)做导电电极，规格为400mm×400mm×1800mm。挪威使用φ500mm的石墨电极。石墨电极有如下几种：

(1)氯化器用石墨电极。氯化器是光卤石二次脱水，生产无水光卤石的主要设备。氯化器的氯化室熔体温度750～820℃。抚顺铝厂的氯化器使用的导电电极为两根截面积150mmX600mm的石墨电极。

(2)电解槽用石墨阳极。电解槽是电解法制镁的核心设备，电解的最终产物是在阴极上析出的镁和在阳极上析出的氯气。

镁电解槽按阳极的配置方式，分为上插阳极和侧插阳极两种槽型。按电解槽内部结构，分为有隔板和无隔板两种电解槽。阳极是用石墨块制成的。

镁电解槽用石墨阳极必须具有导电性能好，热稳定性好，耐氯盐、耐氯气腐蚀性及抗氧化性能，必须具有较高的机械强度。

石墨块还用于无隔板镁电解槽和V形槽的内衬。

(3)阳极浸渍炉用石墨电极。镁电解槽中露在电解质外面的阳极部分温度可达300～700℃。为改善外露部分阳极的抗氧化性，阳极头部要在正磷酸或偏磷酸溶液中浸渍，石墨电极用做对偏磷酸浸渍液进行加热。中国抚顺铝厂从前苏联引进的阳极浸渍炉，采用16根150mm×340mm×1742mm的石墨块做导电电极。

阳极浸渍炉用的石墨电极质量要求符合GB3072—82的规定。

熔渣导电半连续还原炉用炭素材料 半连续硅热法炼镁技术是由法国彼施涅公司下属的电冶金公司(SOFREM)开发的。其核心设备熔渣导电半连续还原炉为单相电炉，顶部中心电极是φ500inm×400mm的石墨电极。电极从炉盖上的电极孔插入炉内。电极的石墨部分在炉内始终浸泡在熔渣中，其质量应符合GB3072—82标准。底部电极和炉膛使用普通炼铝用阴极炭块，其质量应符合GB8746—89的要求。