§ 32. Виробництво магнію 

Сировиною для одержання магнію служать наступні матеріали: карналіт MgCl₂ x KCl x 6H₂O (містить 12 - 30% хлористого магнію), магнезит MgCO₃ (понад 45% MgO), доломіт СаСО₃ x MgCO₃ (14 - 22% MgO), бішофіт MgCl₂ x 6Н₂О (понад 46% MgCl₂). Магній отримують двома способами: електролізом хлоридів і термічним відновленням з руд.
При отриманні магнію електролітичним способом з такої сировини, як магнезит, спочатку отримують хлорид магнію. Для цього магнезит піддають випаленню при температурі 850 - 900° С з метою видалення СО₂ та отримання MgO. Потім хлоруванням в присутності вуглецю отримують хлорид магнію: MgO + Cl₂ + З = MgCl₂ + СО. Одержаний хлорид магнію піддають електролізу.

На рис. II.19 наведена принципова схема однієї секції ванни для електролізу хлоридів магнію. Ванна прямокутної форми має вогнетривку футеровку. Анодом служить графітова пластина 1, катодами - сталеві пластини 2. Між анодом і катодом є перегородка 3 із шамотної цегли. У кожній ванні збирають кілька секцій, що складаються з анодних блоків і двох катодних пластин. Сила струму в ваннах досягає 30 000 - 50 000 а при напрузі в 7 ст. Електролітом при електролізі хлористого магнію служить сплав солей: 8 - 16% MgCl₂, 25 - 35% CaCl₂, 25 - 35% NaCl і 18 - 25% KCl.При електролізі MgCl₂ розкладається. Хлор виділяється на аноді, звідки він відсмоктується в хлоропровод і використовується для хлорування окису магнію. На 1 т магнію виходить 2,9 т хлору. Магній виділяється на катоді. Так як магній легше електроліту, то він спливає і з поверхні електроліту витягується вакуумними ковшами.
Для отримання магнію застосовують і більш прості термічні методи, що полягають у відновленні магнію з його сполук кремнієм, вуглецем і іншими елементами. Ці способи дозволяють використовувати дешеві види сировини і палива.

§ 33. Виробництво титану

Промислове значення мають титаносодержащие мінерали: ільменіт FeO X TiO₂ (містить до 61% TiO₂), рутил TiO₂ (близько 10% оксидів заліза, решта TiO₂), титанит, перовскит та ін.
Особливості виробництва титану обумовлені його високою хімічною активністю і великим спорідненістю до кисню, азоту, водню та інших елементів. Титанові руди піддаються електромагнітному, електростатичного, флотационному, гравітаційному та інших видів збагачення, в результаті яких виходять концентрати, що містять до 60% TiO₂. Раціональним способом переробки железотитановых концентратів є плавка в електричних печах.Відновної плавкою отримують чавун, легований титаном (0,6 - 2,0% Ti), і шлаки, що містять близько 80% TiO₂ та 1,5 - 3,0% FeO, що використовуються в якості сировини для одержання титану.
Отримання металевого титану з титанових концентратів або шлаків зводиться до отримання:
1) тетрахлориду титану TiCl₄ представляє собою рідину, киплячу при 136° С;
2) титанової губки відновленням тетрахлориду титану;
3) злитків компактного титану з титанової губки.
1. Отримання тетрахлориду титану з рутилу TiO₂ проводиться відновленням вуглецем і хлоруванням при 800° С по реакції: TiO₂ + 2Cl₂ + 2С = TiCl₄ + 2СО.
2. Отримання титанової губки проводиться відновлення тетрахлориду титану магнієм по реакції: TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂.
Процес ведеться в сталевих реакторах при температурі 950 - 1000°С в атмосфері аргону або інших інертних газів.
3. Отримання компактного пластичного титану з губки найчастіше здійснюється плавкою в електричних дугових або високочастотних печах. Схема дугового печі з електродом, що витрачається наведена на рис. II.7. Плавка ведеться у вакуумі або в середовищі інертних газів. Після плавки одержують титан, містить близько 0,2% домішок, що відрізняється високою пластичністю, добре піддається прокатці, кування і штампування.
Найбільш чистий промисловий титан, містить менше 0,1% домішок, отримують йодидным способом - розкладанням йодидів титану на поверхні вольфрамової нитки, нагрітій до 1300 - 1500° С у вакуумі.
Особливо чистий титан може бути отриманий з технічного титану методом зонної плавки. Метод заснований на явищі більшої розчинності домішок в рідкому металі порівняно з розчинністю у твердому металі.