Сырьем для производства магния служит магнезит, в основном состоящий из MgCO3, доломит MgCO3·CaCO3, карналлит-MgCl2 ·KC1 ·6Н2О.
Существуют два способа получения металлического магния: термический и электролитический. В основе первого способа лежит восстановление оксида магния углеродом или кремнием, а второго-электролиз расплавленного хлористого магния MgCl2. Более распространен электролитический способ производства металлического магния. Он состоит из двух основных процессов: получения хлористого магния из исходного сырья и его электролиза.
Хлористый магний получают обжигом магнезита или доломита и хлорированием образовавшегося оксида магния при 800…900 °С в присутствии восстановителя (углерода):
MgCO3=MgO+CO2
MgCO3 СаСО3=MgO + CaO + 2СО2;
MgO + CI2 + С=MgCl2+CO.
Электролиз расплавленного хлорида MgCl производится в электролизерах, представляющих собой герметизированные ванны прямоугольной формы с шамотной футеровкой (рис. 2.6).
Аноды изготовляют из графита, катодами служат две стальные пластины. В качестве электролита используют расплав хлористых солей MgCl2, NaCl, KC1, CaCl2, содержащий 7—15 % MgCl2. Анодное пространство отделено от катодного огнеупорной перегородкой. После восстановления магний и хлор не должны взаимодействовать; это привело бы к сгоранию магния в хлоре:
Mg + Cl2=MgCl2.
Как и при электролизе глинозема, электрический ток, проходя через электролит, нагревает его и осуществляет электрохимический процесс.
Ионы магния разряжаются на катоде: Mg 2+ + 2е = Mg. Плотность магния меньше плотности электролита, поэтому магний всплывает и скапливается на поверхности ванны. Для предупреждения окисления магния ванну закрывают керамической крышкой. Расплавленный магний периодически удаляют с помощью вакуумных ковшей и сифонов. Образующийся на аноде хлор отсасывается через хлоропровод.
После электролиза магний содержит примеси. Его подвергают рафинированию, которое осуществляют переплавкой в тигельных печах с флюсами или возгонкой. Рафинированный металл, содержащий не менее 99,9 % Mg, разливают в чушки на разливочной машине. При разливке струя магния предохраняется от окисления путем опыления металла порошком серы.