Question

在海水提镁中如何实现对镁离子的富集,再简单说下理由?

Answer 1

海水中镁的占有量仅次于溴和钠，位居第三。镁具有重量轻、强度高等特点。镁合金可用来制造飞机、舰艇；镁锂合金的重量最轻，又最耐热，因而在军事工业和民用企业上具有极其重要的意义。同时它被广泛应用于火箭、导弹、飞机制造业，以及汽车、精密机器等各个领域。各国钢铁工业的迅速发展，不仅对镁砂（氧化镁）的数量要求日益增多，而且也对炼钢所需的优质镁砂要求其杂质含量在２％～４％以下。这个要求用陆上天然菱镁矿烧结后制的镁砂是无法达到的。而且海水提取，早在６０年代其纯度就已达到９６％～９８％，目前纯度又升至９９.７％。如此超高纯度的镁砂，无疑最能满足冶金工业的特殊需要。
　　目前，从卤水中提取的产品主要是氯化镁、硫酸镁、氧化镁和氢氧化镁等。
　　用海水提镁时，先把海水抽入特大的池中，倒入石灰乳，便生成氢氧化镁的悬浊液。待沉淀沉降后取出沉淀，经洗涤后得到纯度很高的氢氧化镁。它没有多大用途，必须使它变成有用的氧化镁和金属镁。
　　氢氧化镁不稳定，受热后分解成氧化镁和水。
　　Mg(OH)2----MgO+H2O
　　要使+2价的镁离子得到电子而还原成单质镁，是比较困难的。如果用类似炼铁的方法冶炼镁，需要很高的温度。例如在2000℃下用焦炭还原氧化镁，才能制得单质镁。这样得到的镁常含有较多的杂质。
　　MgO＋C----Mg＋CO↑
　　因此，工业上常用电解法使镁离子在阴极得到电子，还原成单质镁。用电解的方法冶炼镁，先要获得含有镁离子的熔融液。在镁的化合物中，典型的离子化合物有氧化镁和氯化镁。氧化镁的熔点太高（2800℃），而氯化镁的熔点要低得多（714℃）。所以人们选择氯化镁作为电解制取镁的原料。
　　用盐酸溶解氢氧化镁（或氧化镁），再使溶液浓缩，就得到氯化镁。
　　Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O
　　在熔融的氯化镁中有能自由移动的镁离子。通入直流电后，氯离子向阳极移动，在阳极上失去电子，氧化成氯原子，两个氯原子结合成1个氯分子；镁离子向阴极移动，在阴极上得到电子，还原成单质镁。两个电极上发生的反应是
　　阳极：2Cl--2e＝Cl2↑
　　阴极：Mg2+＋2e=Mg
　　总的电解反应方程式可以表示如下：
　　MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑
　　为了防止生成的镁在高温下被空气中的氧气氧化，电解时需要在特殊的真空环境下进行。