工業(yè)如何制鎂詳細(xì)流程

1、一工業(yè)如何制鐵詳細(xì)流程海水中鎂的含量是L,僅次于氯和鈉，總蘊(yùn)藏量估計(jì)有 2X1015t。在陸地上，鎂的礦物主要是菱鎂礦（主要成分是 MgCO3。煨燒菱鎂礦可以得 到氧化鎂，再加工成鎂。用這種方法制得的氧化鎂，純度不高，還要消耗大量的 能源，并且污染環(huán)境。如果能從海水中提取鎂，不僅可以得到高純度的鎂，而且 能耗低、沒(méi)有污染。所以海水提鎂在本世紀(jì)40年代開(kāi)創(chuàng)以來(lái)，發(fā)展極快。目前世 界上生產(chǎn)的鎂已有60%取自海水中。那么，鎂是怎樣的一種金屬呢怎樣從海水中提取鎂從海水中提鎂的化學(xué)原理和 方法對(duì)我們有什么啟示呢鎂和海水提鎂鎂和鎂的化合物鎂是現(xiàn)有最輕的結(jié)構(gòu)金屬。它在制取高強(qiáng)度的輕合金中有重要 的地位。例如

2、，一種含鎂80% （還含有鋁、銅、錫、鈕、鈦等元素）的合金， 密度只有cm3不足鋼鐵的1/4 ,卻有鋼鐵的強(qiáng)度，是制造汽車、飛機(jī)、火箭的 重要材料。鎂原子容易失去最外層的兩個(gè)電子，變成鎂離子（Mg2+。因此，鎂的還原性較 強(qiáng)，可以用作冶煉一些金屬的還原劑。例如，四氯化鈦就是用鎂來(lái)還原成鈦的。鎂在空氣里點(diǎn)燃，放出大量的熱，產(chǎn)生耀眼的 白光。利用這個(gè)性質(zhì)，鎂可以用來(lái) 制造照明彈等。氧化鎂是白色粉末，味苦，俗稱苦土。土壤里含有少量氧化鎂，因此它有苦味。 氧化鎂是離子化合物，熔點(diǎn)高達(dá)2800C,在高溫下仍十分穩(wěn)定，因此是優(yōu)良的耐 火材料。上海寶山鋼鐵廠所用的耐火材料，要求氧化鎂的純度在98%以上。氧化

3、鎂在制造水泥、紙漿、醫(yī)藥、精煉石油和橡膠工業(yè)中也有許多用途。鎂鹽的種類很多，有的很有實(shí)用價(jià)值。例如，運(yùn)動(dòng)員用來(lái)擦手的白色粉末，就 是有很強(qiáng)吸濕能力的碳酸鎂。硫酸鎂是瀉鹽，可以醫(yī)治便秘和驅(qū)除蛔蟲(chóng)。海水提鎂海水是含有多種離子的混合溶液，其中陽(yáng)離子有鈉離子、鉀離子和鎂 離子等。海水提鎂，就是要把鎂離子跟其他陽(yáng)離子分離開(kāi)來(lái)。利用離子反應(yīng)生成難溶物質(zhì)，可以使某些離子從溶液中析出。那么，能不能向海水中加入一種離子， 使鎂離子變成沉淀析出，而其他的陽(yáng)離子仍留在海水中呢【實(shí)驗(yàn)3-1】氯化鎂、氯化鈉跟堿溶液的反應(yīng)在兩支試管里分別加入3mL氯化鎂溶液和氯化鈉溶液。再分別加入1mLM氧化鈉 溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。用

4、 澄清石灰水 代替氫氧化鈉溶液，重復(fù)做上述實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)知道，在氯化鈉溶液中加入氫氧化鈉溶液或石灰水，都不發(fā)生明顯的變化。 而在氯化鎂溶液中加入氫氧化鈉溶液或石灰水，都生成白色沉淀，這種沉淀是氫氧化鎂。反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgCl2+ 2NaOH=Mg(OH )2+2NaClMgCl2+ Ca(OH)2=Mg(OH) 2 +CaCl2氯化鈉和氯化鎂都是電解質(zhì)，它們的溶液中分別有鈉離子和鎂離子， 這跟在海 水中存在的形式一樣。因此，向海水中加入堿溶液，鎂離子也能轉(zhuǎn)變成氫氧化鎂， 從而跟其他陽(yáng)離子分離。海水提鎂用的堿是廉價(jià)的石灰乳，它是利用海灘大量沉 積的貝殼資源(主要成分是 CaCO3 ,經(jīng)煨燒成生

5、石灰再溶于水制成的。用海水提鎂時(shí)，先把海水抽入特大的池中，倒入石灰乳，便生成氫氧化鎂的懸 濁液。待沉淀沉降后取出沉淀，經(jīng)洗滌后得到純度很高的氫氧化鎂。它沒(méi)有多大 用途，必須使它變成有用的氧化鎂和金屬鎂。氫氧化鎂不穩(wěn)定，受熱后分解成氧化鎂和水。Mg(OH)2MgO+H2O要使+2價(jià)的鎂離子得到電子而還原成單質(zhì)鎂，是比較困難的。如果用類似煉 鐵的方法冶煉鎂，需要很高的溫度。例如在 2000c下用焦炭還原氧化鎂，才能 制得單質(zhì)鎂。這樣得到的鎂常含有較多的雜質(zhì)。MgOb CM臥 C6因此，工業(yè)上常用電解法使鎂離子在陰極得到電子，還原成單質(zhì)鎂。用電解的方法冶煉鎂，先要獲得含有鎂離子的熔融液。在鎂的化合物

6、中，典型的離子化合 物有氧化鎂和氯化鎂。氧化鎂的熔點(diǎn)太高(2800C),而氯化鎂的熔點(diǎn)要低得多 (714C) o所以人們選擇氯化鎂作為電解制取鎂的原料。用鹽酸溶解氫氧化鎂(或氧化鎂)，再使溶液濃縮，就得到氯化鎂。Mg(OH)4 2HCl=MgCl2+ 2H2O圖3 2是電解熔融氯化鎂的示意圖。在熔融的氯化鎂中有能自由移動(dòng)的鎂離子。 通入直流電后，氯離子向陽(yáng)極移動(dòng)，在陽(yáng)極上失去電子，氧化成氯原子，兩個(gè)氯 原子結(jié)合成1個(gè)氯分子；鎂離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得到電子，還原成單質(zhì)鎂. 兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是陽(yáng)極：2cl-2e =Cl2 T陰極：Mg2H 2e=Mg總的電解反應(yīng)方程式可以表示如下：MgCl

7、2 (熔融)Mg+C2為了防止生成的鎂在高溫下被空氣中的氧氣氧化，電解時(shí)需要在特殊的真空環(huán)境下進(jìn)行。1.從海水中提取鎂的流程：1 "f粗鹽水重結(jié)晶1 -精鹽蒸發(fā)海水I一鹽酸濃縮脫水u e電解皿CL '6H?0> 腌CL Mg貝冗、Ca口 一>石灰ML有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：MgCb+ Ca (OH 2= Mg (OH 2 J + CaCl2Mg (OH 2+ 2HClMgCb+ 2H2OMgCl2 - 6H2O A MgCl2 + 6HOTMgCl2(融熔)逋電 Mg+ Cl2 T2.鎂的化學(xué)性質(zhì)(使用鎂時(shí)一定要用砂紙將表面氧化膜除去)(1)與非金屬反應(yīng)Mg+ Cl

8、2 點(diǎn)燃 MgCb; 2Mg+ O遨 2MgQ 3Mg+ 噌遨 MgNb;2Mg+ CO 二I 1 2MgOF C;(2)與酸反應(yīng)： Mg+ 2HCl= MgCb+H4(3)與水反應(yīng)：Mg+ 2H20 a Mg(OH)2 + H4 (注意：鎂只與熱水反應(yīng)，不與冷水反應(yīng)) 3、鎂的用途：鎂鋁合金用于制造火箭，飛機(jī)；鎂燃燒發(fā)出耀眼白光，常用來(lái)制造信號(hào)彈及焰火；氧化鎂熔點(diǎn)高，是優(yōu)質(zhì)耐高溫材料等?；瘜W(xué)名稱鎂物理性質(zhì)硬度及密度較小，熔點(diǎn)較低的銀白色金屬，良好的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱 性，延展性。表面均有一層致密的氧化膜?；?學(xué) 性 質(zhì)化 學(xué) 性 質(zhì)與氧氣反應(yīng)2Mg+O - 2MgO與非金屬單質(zhì)反應(yīng)Mg+C 拓燃 MgC23Mg+Nfl_ Mg 3N