В начало Написать нам Карта сайта | RSS
Уральский рынок металлов


Предлагаем Вам разместить информацию в бегущую строку - 1000 рублей в месяц - за каждые 10 слов | Ежедневно посетители сайта смогут видеть информацию о Вашем предприятии. | Минимальные затраты - максимальный результат!!!
Новости Журнал О компании Статьи Аналитика Тендеры Рекламодателям Подписчикам Форумы Бизнес-навигатор Карта сайта Мероприятия Вопросы-ответы
В начало // Журнал / Все номера / УРМ №7 (июль 2001) / Металлический магний - металл ХХI века
← оглавление номера

Новые проекты:

Металлический магний - металл ХХI века

Л.Б. ХОРОШАВИН, Т.М. ГОЛОВИНА, ОАО ?НПО Восточный институт огнеупоров? 

В области ресурсосбережения металлический магний занимает важное место ввиду малой массы и высокой прочности, что обусловливает его широкое, эффективное применение в различных отраслях промышленности. Поэтому металлический магний обоснованно считают металлом ХХI века.

    Основные сырьевые материалы, содержащие наибольшее количество магния, приведены в таблице.
   Наиболее высокое содержание Мg имеют: брусит, магнезиально-силикатные минералы и магнезит.
   Существует несколько способов производства металлического магния. В основном применяют электролитический и термический способы производства.

Электролитический способ производства магния

    Электролитический метод является основным и основан на получении чистого безводного хлорида магния, его электролизе и рафинировании магния. Любой вид магнезиального сырья (природный магнезит, бишофит МgСl2 х 6Н2O, карналлит КМg Сl3 х 6Н3О, рассолы, морская вода и др.) с помощью соляной кислоты переводят в магниевые соли. Далее хлорид магния, бишофит, карналлит и рассолы выпаривают и обезвоживают. Затем он поступает в электролизеры, где катодом является железистый электрод, на котором выделяется металлический магний, и анодом - графитовый электрод, на котором выделяется хлор, удаляющийся по газопроводу из электролизера. Магний вычерпывают около катода и разливают в чушки, которые далее рафинируют.
   При производстве магния из его оксида возможен способ растворения оксида магния в расплаве смеси фторидов магния, натрия, калия и бария. Присутствие ВаF2, к которому добавляется NaF в таком количестве, чтобы температура расплава составляла 950°С, способствует всплыванию металлического магния на поверхность электрода.

Термический способ производства магния

    Термические способы получения магния основаны на восстановлении его из оксидов или других соединений более активным металлом. В качестве восстановителя можно использовать алюминий, металлический кремний, силикоалюминий, карбиды металлов и др.
    Возможно получение металлического магния путем его восстановления углеродом по реакции, так называемый метод углетермического восстановления:

    MgO + С = Mg пар + СО

    Реакция идет при температуре свыше 2000°С и магний сублимируется. Для его получения необходимо резкое охлаждение, вызываемое жидким водородом.
    Также применяется силикотермический метод восстановления оксида магния неуглеродистыми восстановителями. Из оксида магния можно получить магний по следующей реакции:

    2MgOтв + Siтв = SiО2тв + 2 Mgпap.

    Данный процесс протекает при 2300°С, но при понижении давления идет при 1500°С, а в присутствии СаО этот процесс происходит при температуре 1200-1400°С. В качестве сырья можно применять закальцованные магнезиты или доломиты.
    Для магнезитов с высоким содержанием кальция и доломитов применяют силикотермический способ «Магнетерм» (Франция), основанный на получении магния из обожженного доломита с ферросилицием по реакции:

    2(СаО • MgO) + Fe(Si)x = 2Mg + 2СаО • Si02 + Fe(Si)x-l.

   Доломит кальцинируют и смешивают с ферросилицием, после брикетирования загружают в восстановительную печь, где под вакуумом получают в специальных ретортах металлический магний.
   Для производства металлического магния целесообразно использовать установки жидкофазового восстановления металлов.
   Магний, получаемый термическим методом, содержит 99,6-99,9% металлического магния.
   Фирма Norsk Hydro построила в г. Беканкур канадской провинции Квебек завод по выпуску 60 тыс. т металлического магния в год из китайского магнезита. Alberta National Gas и Magnesium International Corp. совместно строят предприятие в провинции Альберта (Канада) по производству 12,5 тыс. т металлического магния. В 1990 г. производство металлического магния достигло 261 тыс. т (Канада и США - 63%). В Канаде цена металлического магния составила ,4 за кг, а в США ,0-3,66 за кг.
   Правительство австралийского штата Квинсленд, австралийские фирмы MIM Holdings, Quinsland Metals Corp. и японская компания Ube Industries подписали договор о проведении научных исследований по производству магния из крупнейшего в мире месторождения кристаллического магнезита Кунуарара (Австралия). Выделено 50 млн. австрал. долларов и намечено строительство установки мощностью 60 тыс. т металлического магния в год в г. Галдстоне (вблизи имеется порт и источники электроэнергии).
   Применение и развитие дешевой технологии позволит Австралии стать одним из главных производителей этого товара. По мнению экспертов, спрос на магний в ближайшие 10 лет значительно возрастет, и данный металл может стать главным источником валютных поступлений в Австралии.
   В России полная себестоимость производства магния на действующих предприятиях составляет 00-2900 за т. Снижение себестоимости возможно за счет применения более дешевого сырья, например серпентинита.
   Так, например, в отвалах комбината «Ураласбест» (г. Асбест, Свердловской обл.) скопились огромные запасы серпентинита (4 млрд. т), действующее производство увеличивает эти запасы на 30 млн. т ежегодно. Содержание магния в серпентините составляет 20-22%. Поэтому комбинатом «Ураласбест» совместно с другими организациями разработана технология получения магния из серпентинита, включающая в себя следующие операции:

  • конверсию хлора в хлористый водород с получением кислотно-солевого раствора;
  • выщелачивание серпентинита и производство растворов хлористого магния;
  • нейтрализацию и очистку растворов хлористого магния от примесей;
  • упаривание растворов хлористого магния и прямое синтезирование карналлита с использованием отработанного электролита и получением синтетического карналлита.

Последующие технологические переделы - обезвоживание, электролиз, рафинирование и литье магния - аналогичны действующим и хорошо освоенным процессам, применяющимся на предприятиях России, Украины, Израиля.
   Технология получения магния из серпентинита является высокотехнологичной, экологически чистой и малоотходной.
   Комбинатом «Ураласбест» предусмотрено строительство завода по получению магния мощностью 50 тыс. т с полной себестоимостью 1 т магния ,6 тыс.
   Подобная технология в настоящее время внедряется в Канаде. Компания Magnola в 1998 г. приступила к строительству завода по производству магния из отходов производства асбеста в г. Асбесте мощностью 58 тыс. т в год. По оценкам компании, себестоимость производства магния будет самой низкой в мире.
   В 1998 г. в мире произведено 360 тыс. т магния. Ежегодный прирост потребления магния составляет 5%.
   Прогноз потребления магния на 2003 г. - 500 тыс. т, на 2006 г. - 600 тыс. т. Согласно новому стандарту, принятому правительством США, предусматривается снижение расхода топлива в автомобилях на 30%, что вызывает рост спроса на легкие конструкционные сплавы. Аналогичные стандарты предполагаются к внедрению в Европе и Японии.
   Свойства металлического магния таковы: атомная масса - 24,312; ионный радиус Mg2+ - 0,074 нм; энергия кристаллической решетки - 150,2 кДж/моль; плотность - 1,74 г/см3; температура плавления - 650°С; температура кипения -1107°С.
   Магний не взаимодействует с аммиаком, CO2 при низких температурах, с азотной, серной и борной кислотами, щелочами 30-процентной концентрации, с насыщенным раствором Са(ОН)2.
   Магний взаимодействует с горячей водой, с 40-60-процентными растворами различных кислот, в том числе и ортофосфорной кислотой, со щелочами 70%-ной концентрации, с хлоридами, жирными кислотами, фенолом, формальдегидом и азотом.

Области применения металлического магния

   1. Легирование сплавов на основе алюминия (40-56%).
   2. Литье под давлением (до 20%) для наземного транспорта.
   3. Авиационная промышленность, ракетная техника, космические аппараты (10-15%).
   4. Черная металлургия (11-16%).
   5. Восстановление соединений титана, циркония и др. (7-15%).
   6. Протекторная защита и аноды химических источников тока (до 8%).

    Металлический магний не сплавляется с железом, но образует сплавы с алюминием, марганцем, цинком и др. Эти сплавы имеют высокие прочностные показатели на разрыв, высокую твердость и др. Их применяют в космосе, самолетостроении, в автомобилестроении и двигателях, в судостроении. Магний используют в качестве источника искусственного света, в осветительных и зажигательных снарядах и ракетах, фейерверках, раскислителях при плавке меди, никеля, бронзы и др.
   Магний и сплавы на его основе по удельной прочности превосходят многие стали, чугуны и алюминиевые сплавы. Магний в 4,5 раза легче стали, в 5 раз - меди, в 2,5 раза - титана и в 1,5 раза - алюминия. Малая масса и высокая прочность обусловили его применение как энергосберегающего материала в авиации, ракетной и космической технике, автомобилестроении. Химические свойства магния позволяют использовать его для модификации чугуна и десульфуризации стали, протекторной защите морских судов и магистральных трубопроводов для передачи нефти и газа.
   Таким образом, металлический магний по праву считается металлом XXI века, производство которого в настоящее время существенно расширяется.

    Учитывая огромные запасы магнезиально-силикатного сырья Уральского региона, целесообразно организовать производство металлического магния и его сплавов методом жидкофазового восстановления.

Журнал

   
Ваше имя:  
Пароль:     
  запомнить меня
  Регистрация  Забыли пароль?

Бизнес-навигатор

   Меткомплекс
   Наука и образование
   Органы власти
   Отраслевые союзы
   Смежные отрасли


Атомстрой комплекс
ЛитМаш
ЗаводЭкоТехнологий
 
Отраслевая наука 


 
        ООО «УралИнфо»
   Телефон/факс: (343) 350 71 71
   г.Екатеринбург, ул.Мамина-Сибиряка, 58, офис 601        
            urm@urm.ru
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ
«РЎСѓРјРјР° технологий» «Сумма технологий»
продвижение сайта