电解法制镁的产品质量分析及控制
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2. College of Material and Chemistry & Chemical Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China)
Abstract: The content and source of impurities in the magnesium product which were produced through electrolysis process were studied by MLA, SEM and EDS. Results showed that impurity phases in magnesium products were MgO, Si ( or Al) silicate, iron oxides, material and electrolyte, which came from oxidation of the liquid magnesium, lining material of the cell and refining furnace, dissolution of the steel appliances, raw materials, magnesium oxidation and electrolyte system. The purity of the magnesium product from the electrolysis process can be more than 99. 97% through control ling the cell and refining furnace temperature, injecting the argon, controlling refine time of the refining furnace and keeping inventory, thus providing high - quality refined magnesium products for the sponge titanium production. Key words: magnesium electrolysis ； refined magnesium ； product quality; impurities
金属镁是一种化学性质活泼的轻金属，具有重 量轻、比强度高、电磁屏蔽能力强、热疲劳性好等优 点,广泛应用于汽车工业、电子工业、航空航天、钢铁 等重要领域，尤其可作为重要还原剂用于钛、错、铀 等重要金属的制备⑴。电解法和硅热还原法是当
今工业领域炼镁的主要方法。其中，电解法是在熔 融状态下电解MgCl2生产出金属镁；硅热还原 法是在高温下用硅铁还原锻白制取金属镁⑷。电
解法曾经是制备金属镁的主要方法，国外80%的金 属镁均由电解法生产。但因中国曾经低廉的煤炭和 资源价格，以及对环保等各方面粗放性管理的原因， 致使硅热还原法（皮江法）炼镁在中国得以快速扩
张，并迅速对全球金属镁生产厂家造成了巨大冲 击⑸。截至目前，国内外基本上仅剩海绵钛全流程
生产企业仍在使用电解镁技术，而电解镁制备的液 镁产品质量状况将直接决定海绵钛的产品质量。
2019年第11期 •镁钛工业硅•
轻金属
电解法制镁的产品质量分析及控制
朱福兴"，李亮J李开华-盛卓-邱克辉$
• 45 •
(1.饥钛资源综合利用国家重点实验室，攀钢集团研究院有限公司，四川 攀枝花617000； 2.成都理工大学材料与化学化工学院，四川 成都610059)
摘要：采用MLA.SEM.EDS等手段对电解法获得的钱产品中杂质元素含量及来源进行研究 。结果表明：钱产品中杂 质相为MgO、硅(或铝)酸盐相、铁氧化物相、舍破类物质和电解质类，其分别来自液钱飭氧化、电解槽及精炼炉内衬材
由于电解法获得的液镁常夹带电解质、MgO等 杂质,无法满足海绵钛的生产要求，因此须要采用精 炼炉对其进行提纯净化。目前国外企业如俄罗斯阿 维斯玛钛业公司、乌克兰扎波罗热钛镁联合企业、哈 萨克斯坦乌斯季-卡缅诺戈尔斯克钛镁公司、日本 东邦钛业与大阪钛科技公司均采用连续方式对液镁 进行精炼⑹，而国内公司则主要采用间歇式的圮竭
炉。两种精炼方式均可获得高达99. 90%纯度的精
基金项目：国际科技合作（高品质海绵钛产业化技术研究2014HC0003） 作者简介:朱福兴（1986 -）,男，云南泸水人，硕士研究生，高级工程师，主要从事镁及钛冶金、化工和材料相关研究，重点涉及锐钛资源综合利
用研究O
通讯作者:邱克辉i 1956 -），男，教授，主要从事稀土发光材料、轨钛磁铁矿综合利用及金属材料相关研究。E - mail：qkh2188@ 163. com
Analysis and control of the magnesium quality in electrolysis process
Zhu Fuxing1'2 , Li Liang1 , Li Kaihua1 , Sheng Zhuo1 and Qiu Kehui2
(1. State Key Laboratory of Vanadium and Titanium Resources Comprehensive Utilization, Pangang Group Research Institute Co., Ltd., Panzhihua 617000, China ；
质、铁质器具溶解、原料及钱氧化和电解质体系；通过控制电解质温度及精炼炉温度、惰性气体保护、控制精炼炉精炼
时间、预留库存等措施，电解法制钱的产品纯度可达99.97%,为海绵钛生产提供了优质精钱原料。 关键词：电解法制钱;精钱；产晶质量；杂质 中图分类号：TF823 文献标识码：B 文章编号：1002-1752(2019)11 -0045-06 DOI ：10.13662/j. cnki. qjs. 2019.11.011
Abstract: The content and source of impurities in the magnesium product which were produced through electrolysis process were studied by MLA, SEM and EDS. Results showed that impurity phases in magnesium products were MgO, Si ( or Al) silicate, iron oxides, material and electrolyte, which came from oxidation of the liquid magnesium, lining material of the cell and refining furnace, dissolution of the steel appliances, raw materials, magnesium oxidation and electrolyte system. The purity of the magnesium product from the electrolysis process can be more than 99. 97% through control ling the cell and refining furnace temperature, injecting the argon, controlling refine time of the refining furnace and keeping inventory, thus providing high - quality refined magnesium products for the sponge titanium production. Key words: magnesium electrolysis ； refined magnesium ； product quality; impurities
金属镁是一种化学性质活泼的轻金属，具有重 量轻、比强度高、电磁屏蔽能力强、热疲劳性好等优 点,广泛应用于汽车工业、电子工业、航空航天、钢铁 等重要领域，尤其可作为重要还原剂用于钛、错、铀 等重要金属的制备⑴。电解法和硅热还原法是当
今工业领域炼镁的主要方法。其中，电解法是在熔 融状态下电解MgCl2生产出金属镁；硅热还原 法是在高温下用硅铁还原锻白制取金属镁⑷。电
解法曾经是制备金属镁的主要方法，国外80%的金 属镁均由电解法生产。但因中国曾经低廉的煤炭和 资源价格，以及对环保等各方面粗放性管理的原因， 致使硅热还原法（皮江法）炼镁在中国得以快速扩
张，并迅速对全球金属镁生产厂家造成了巨大冲 击⑸。截至目前，国内外基本上仅剩海绵钛全流程
生产企业仍在使用电解镁技术，而电解镁制备的液 镁产品质量状况将直接决定海绵钛的产品质量。
2019年第11期 •镁钛工业硅•
轻金属
电解法制镁的产品质量分析及控制
朱福兴"，李亮J李开华-盛卓-邱克辉$
• 45 •
(1.饥钛资源综合利用国家重点实验室，攀钢集团研究院有限公司，四川 攀枝花617000； 2.成都理工大学材料与化学化工学院，四川 成都610059)
摘要：采用MLA.SEM.EDS等手段对电解法获得的钱产品中杂质元素含量及来源进行研究 。结果表明：钱产品中杂 质相为MgO、硅(或铝)酸盐相、铁氧化物相、舍破类物质和电解质类，其分别来自液钱飭氧化、电解槽及精炼炉内衬材
由于电解法获得的液镁常夹带电解质、MgO等 杂质,无法满足海绵钛的生产要求，因此须要采用精 炼炉对其进行提纯净化。目前国外企业如俄罗斯阿 维斯玛钛业公司、乌克兰扎波罗热钛镁联合企业、哈 萨克斯坦乌斯季-卡缅诺戈尔斯克钛镁公司、日本 东邦钛业与大阪钛科技公司均采用连续方式对液镁 进行精炼⑹，而国内公司则主要采用间歇式的圮竭
炉。两种精炼方式均可获得高达99. 90%纯度的精
基金项目：国际科技合作（高品质海绵钛产业化技术研究2014HC0003） 作者简介:朱福兴（1986 -）,男，云南泸水人，硕士研究生，高级工程师，主要从事镁及钛冶金、化工和材料相关研究，重点涉及锐钛资源综合利
用研究O
通讯作者:邱克辉i 1956 -），男，教授，主要从事稀土发光材料、轨钛磁铁矿综合利用及金属材料相关研究。E - mail：qkh2188@ 163. com
Analysis and control of the magnesium quality in electrolysis process
Zhu Fuxing1'2 , Li Liang1 , Li Kaihua1 , Sheng Zhuo1 and Qiu Kehui2
(1. State Key Laboratory of Vanadium and Titanium Resources Comprehensive Utilization, Pangang Group Research Institute Co., Ltd., Panzhihua 617000, China ；
质、铁质器具溶解、原料及钱氧化和电解质体系；通过控制电解质温度及精炼炉温度、惰性气体保护、控制精炼炉精炼
时间、预留库存等措施，电解法制钱的产品纯度可达99.97%,为海绵钛生产提供了优质精钱原料。 关键词：电解法制钱;精钱；产晶质量；杂质 中图分类号：TF823 文献标识码：B 文章编号：1002-1752(2019)11 -0045-06 DOI ：10.13662/j. cnki. qjs. 2019.11.011