Производство магния

Она обычно производится при нагреве до 200- 500° С. Отсюда понятно, что и магний в качестве машиноподелочного материала не находит применения в чистом виде и используется в виде сплавов. Марки металла, идущего на сплавы, различаются по количеству примесей, причем наивысшая марка (МГ-1 по ГОСТ) содержит цветные металлы и сплавы.
В сумме менее 0,1% примесей (Fe, Si, Al, Na и др.). Точка плавления Mg - 650°. Главными недостатками магния как технического металла являются: малая стойкость против коррозии на воздухе и в воде (особенно морской), а также сильная окисляемость при нагреве; при этом выше 600° он загорается со вспышкой, что создает опасность воспламенения металла при плавке, а также при обработке резанием.
Интенсивное окисление в расплавленном состоянии создает неудобства при плавке: необходимость иметь нейтральную атмосферу (например, аргон), не содержащую даже азот, легко растворяющийся в жидком металле. В вакууме магний легко возгоняется.
Сплавы магния. Сохраняя указанные недочеты основного металла, сплавы магния имеют по сравнению с ним повышенную твердость и прочность. Наиболее применимы простые сплавы с алюминием (системы Mg-Al, фиг. 225) с содержанием А1 до 10%. Как видно из диаграммы, со стороны Mg образуется твердый раствор (3), имеющий линию предельного насыщения между 12, 1 и 4,0% Al, и, следовательно, технические сплавы в равновесном (отожженном) состоянии должны представлять 8-твердый раствор с небольшими выделениями вторичной фазы.

Они могут подвергаться закалке и старению (дисперсионному твердению) с выделением мелкодисперсных частиц 7-фазы, но эффект от этого процесса,здесь незначителен, и потому эта операция обычно не применяется в практике.
Понятно, что и в этих сплавах практикуется добавка других элементов для улучшения качества. Наиболее часто добавляются Zn и Мп. Последний, как и в алюминиевых сплавах, считается благоприятным в отношении повышения стойкости против коррозии. Установлено также, что весьма полезной добавкой является цирконий в количестве десятых процента.
Сплавы магния, называемые вообще ультралегкими, были известны раньше под разными названиями («электрон», «доуме-талл» и т. п.). В ГОСТ они обозначаются марками: буквой М с другой рядом стоящей буквой А - для обрабатываемых сплавов и Л - для литейных; затем следует цифра, соответствующая нумерации, не совпадающей с составом сплавов.
Прочность и твердость магниевых сплавов в среднем не превосходят ae ~ 25 кг/мм и Нв - 70, при удлинении 8 - 5-10%. Несмотря на столь низкие механические характеристики, при отнесении их к единице веса получаются числа «удельной прочности», иногда превосходящие таковые в других сплавах, что и оправдывает техническое применение магниевых сплавов.
В последнее время стали получать сплавы магния (с цинком), в которых предел прочности достигает 35-40 кг/мм1 при удлинении 8-16%. Такие сплавы, вопреки мнению о возможности проката магниевых сплавов только при малых скоростях, допускают прокат при относительно больших скоростях с одного нагрева (440°) с толщины 250 до 5 мм.
 
 
 
Таблица 1. – Лом металлов

Лом цинка чистый без засора инородными металлами в виде чушки, остатков анодов	А-1-1	700	Ц0, Ц0А, Ц1
Сплавы – ЦАМ, без инородных приделок и железа засор по ГОСТ 1639 от 7% не учет	А-2-1	300	ЦАМ4-1, ЦАМ4-1в
Лом магния и магниевых сплавов (чушка, моторный лом от автомобилей «Запорожец»,колесные диски из магниевых сплавов, лом бензопил, магниевые крыльчатки).	Кл.А, гр1-3,5-7, с1,2	650	Mg не менее 85%

Преобладающий промышленный способ получения магния - электролиз расплава смеси MgCl₂
MgCl₂=Mg²⁺ 2Cl^- К -) А +)
Mg²⁺ _+2e Mg⁰ 2Cl^- _-2e Cl₂⁰
ЭЛ-3
2MgCl₂ 2Mg + 2Cl₂
Расплава в безводных MgCl₂, KCl, NaCl. Для получения расплава используют обезвоженный карналлит или бимофит, а также MgCl₂, полученный хлорированием MgO или как отход при производстве Ti.
Температура электролиза 700-720 ^оС, аноды графитовые, катоды стальные. Содержание MgCl₂ в расплаве 5-8 %, при снижении концентрации до 4 % уменьшается выход магния по току, при повышении концентрации MgCl₂ выше 8 % увеличивается расход электроэнергии. Для обеспечения оптимального содержания MgCl₂ периодически отбирают часть отработанного электролита и добавляют свежий карналлит или MgCl₂. Жидкий магний всплывает на поверхность электролита, откуда его отбирают вакуумным ковшом. Извлекаемый магниевый сырец содержит 0,1% примесей. Для очистки от неметаллических примесей магний переплавляют с флюсами - хлоридами или фторидами K,Ba,Na,Mg. Глубокую очистку осуществляют перегонкой в вакууме, зонной плавкой, электролитическим рафинированием. В результате получают магний чистотой 99,999 %.
Кроме магния при электролизе получают также Cl₂. В термических способах получения магния сырьем служит магнезит или доломит, из которых прокаливанием получают MgO. 2Mg+O₂=2MgO. В реторных или вращающих печах с графитовыми или угольными нагревателями оксид восстанавливают до металла кремнием (силиконотермический способ) или CaC₂ (карбидотермический способ) при 1280-1300 ^оС, либо углеродом (карботермический способ) при температуре выше 2100 ^оС. В карботермическом способе (MgO+C Mg+CO) образующаяся смесь CO и паров магния быстро охлаждают при выходе из печи инертным газом для предотвращения обратной реакции с магнием.