海绵钛副产氯化镁炼镁(extraction of magnesium from by-product rough niter in sponge titanium plant)

利用海绵钛生产过程中产出的氯化镁为原料，用熔盐电解法炼镁生产金属镁的方法。20世纪60年代初，世界钛的生产量不断增加，在用金属镁还原TiCl；制取海绵钛的过程中副产氯化镁。副产氯化镁一般含MgCl₂97％～98％，可用作电解炼镁的原料。用这种MgCl₂炼得的金属镁再用于还原TiCl₄制取海绵钛，产出的氯气用于钛渣氯化生产TiCl₄(见四氯化钛制取)。当今中国、日本、美国、前苏联等国的部分厂家都采用这种钛镁联合生产工艺。

以海绵钛生产中副产氯化镁为电解炼镁原料，所用的有隔板电解槽、前苏联式无隔板电解槽的电流强度达160kA，电流效率大于85％，槽电压4.4～4.6V，每公斤粗镁的直流电耗为12.8～13.5kw•h。此外，日本和美国的一些公司从1961年起相继采用阿尔肯(Alcan)型电解槽。阿尔肯型电解槽的结构特点是有耐火内衬，阴阳极间不设隔板，槽膛由电解室和集镁室组成，在阴极上有导镁槽，将镁导入集镁室(图)。这种电解槽具有槽结构紧凑、密闭性好，所产氯气浓度高、电耗低、生产能力大等优点，槽结构几经改进，电流已由26kA提高到80kA(设计可用至120kA)。典型的电解质组成为MgCl₂18％～23％、CaCl₂20％～25％、NaCl55％～58％、MgF22％，电解温度943K，出镁时温度提高到948K，电流效率为93．5％。

此外，也有以海绵钛生产的副产氯化镁为原料，在双极性镁电解槽中电解的方法。所谓双极性镁电解槽，即电流从电解槽的一端电极送入，经过中间多个双电极，再从另一端电极出来，过程中电极间的电压损失很小，因而电解电耗低。双极性镁电解槽在1980年首次应用于日本大阪钛公司的40kA镁电解系列中。该公司于1982年又建成投产电流强度100kA双极性镁电解槽，至1988年每公斤粗镁的直流电耗降至9.5～10kW•h。双极性镁电解槽的单台生产能力最大，直流电耗最低，因槽型结构复杂，要求高质量的电解原料，目前世界上仅有一二家钛厂在应用。