Ученые нашли способ удешевить производство магния

Коллектив ученых кафедры цветных металлов и золота Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» нашел способ удешевить процесс получения технического магния, широко применяемого в авиации и оборонной промышленности. Усовершенствовав процесс, ученые смогли повысить выход магния на 15% и уменьшить расход электроэнергии на 5%. В результате, производительность заводов, выпускающих магний, может вырасти до 10%.

Технический магний — конструкционный материал, широко используемый в сплавах для авиационной, космической, оборонной промышленности. Традиционно, чистый магний получают путем электролиза его из соединения — MgCl2 в хлоридной среде, где он разлагается электролитически. На катоде (электрод с отрицательным зарядом) выделяется жидкий магний, а на аноде (электрод с положительным зарядом) газообразный хлор.

Однако есть проблема — в традиционных условиях электролиза выход по току не превышает 80%. Это означает, что 100% тока, затраченного на процесс электролиза, «окупается» лишь на 80%, остальные 20% тратятся впустую. Это объясняется тем, что, «разбежавшись» на катод и анод, магний и хлор через какое-то время начинают соединяться снова. Команда ученых НИТУ «МИСиС» нашла способ усовершенствовать процесс электролиза так, что выход по току повысился до 95%, то есть, стало «теряться» не более 5% магния.

«В традиционных условиях электролиза соединения магний-хлор на катод выделяется жидкий магний, а на анод — газообразный хлор. Из-за того, что капельки магния перемешиваются газом, они легко соединяются обратно. Мы нашли способ предотвратить этот процесс, понизив температуру электролита, и заставили выделяться магний в твердом виде» — рассказывает Андрей Лысенко, к.т.н., руководитель исследования, доцент кафедры цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС».

Однако оставалось понять, как отделить затвердевший магний от катода, ведь просто соскребать его — сложно и неэффективно. Тогда ученые решили попробовать привести магний в жидкое состояние — то самое, с которым боролись изначально. Но в этот раз решающую роль сыграло время: оказалось, что если достаточно быстро — в пределах часа — повысить температуру электролита, заставив магний расплавиться, а потом быстро достать расплавленный магний из электролита, будет потеряно не более 5% металла (против 20% в традиционной технологии).

Стоит отметить, что электролиз — не единственный способ разделения соединения MgCl2. Например, иногда применяется вакуумная дистилляция, однако это куда более дорогостоящий метод. Получается, что разработка ученых НИТУ «МИСиС» — наиболее эффективный и дешевый способ получения технического магния из всех, существующих сегодня.

В ближайшем будущем ученые планируют заняться вопросом автоматизации всего цикла — от расплавления хлорида магния в электролите до вычерпывания расплава готового магния.

оборудование для нанесения антибактериальных покрытий на хирургические нитиоборудование для нанесения антибактериальных покрытий на хирургические нити
Учёные МИСИС разработали алюминиевый сплав нового поколения для авиапромаУчёные МИСИС разработали алюминиевый сплав нового поколения для авиапрома
«150 дней до юбилея»: Эндаумент-фонд МИСИС запускает фандрайзинговую кампанию«150 дней до юбилея»: Эндаумент-фонд МИСИС запускает фандрайзинговую кампанию