6) Кремний

В обезвоженном карналлите содержится около 0,03 % (по массе) кремния. Попадает в электролит с сырьем и в результате взаимодействия магния с шамотной футеровкой электролизера по реакции

SiO₂ + 4Mg = Mg₂Si + 2MgO

Силицид магния и оксид магния образуются в виде мелкодисперсных частиц, способствующих пассивации катода. Наиболее заметное разрушение футеровки наблюдается в местах ее соприкосновения со стальными катодами, омываемыми раствором особенно в бездиафрагменных электролизерах.

В электролите силицид магния разлагается по реакциям:

Mg₂Si + 2H₂O = SiH₄ + 2MgO

Mg₂Si + 4HCl = SiH₄ + 2MgCl₂

Моносилан SiH₄ при температуре электролиза - соединение неустойчивое и, разлагаясь, взаимодействует с хлором с образованием НС1 и легко летучего SiCl₄ . Последний уносится из электролизера с газами и, реагируя с влагой, дает в возгонах SiO₂.

При использовании в качестве сырья MgCl₂ в натриево-калиевом электролите получают магний с содержанием 0,002 - 0,003% Si,а при питании карналлитом - 0,02 %.

7) Бор

Вредное влияние бора на электролиз проявляется при его содержании в электролите свыше 0,001%. При большей концентрации бор, выделяясь на катоде, приводит к образованию прочной пленки, пассивирующей катод, на котором магний выделяется в сильно диспергированной форме, что в свою очередь ведет к нарушению нормального процесса электролиза и резкому снижению выхода магния по току.

В хлориде магния титанового производства и в карналлите Верхне-Камского происхождения бор практически отсутствует. Бор присутствует в бишофите, рапе соляных озер, хлормагниевых шламах и в солевых отложениях морского происхождения.

Очистить расплав от бора можно добавкой в него мелкодисперсного магния. В результате восстановления магнием элементарный бор вместе с оксидом магния оседает в шлам.

8) Оксид магния

Оксид магния - примесь, присутствие которой в электролите сильно сказывается на всем процессе электролиза магния. Часть оксида магния попадает в электролит с сырьем, часть - образуется в самом электролите за счет взаимо­действия магния и хлорида магния с примесями и влагой из футеровки, гидролиза и окисления магния кислородом воздуха.

Обычно в хлориде магния содержится около 0,30 % MgO, а в обезвоженном карналлите 0,6 - 0,7 %. Большое влияние на образование MgO в электролите оказывает его состав, температура, количество воздуха, продуваемого над поверхностью электролита, и его влажность.

При повышении температуры скорость образования оксида магния увеличивается, в особенности с повышением содержания хлорида магния в расплаве, и уменьшается с повышением концентрации КС1.

Введение в расплав СаС1₂ или ВаС1₂ способствует образованию оксида магния. Влияние состава электролита на скорость образования оксида магния связано со строением расплава, т.е. с образованием комплексных ионов и их активностью. При разрушении комплексных ионов добавками хлоридов кальция и бария, увеличивается активность MgCl₂, а. следовательно, и скорость образования оксида магния возрастает.

По фракционному составу оксид магния неоднороден. Особенно вреден мелкодисперсный оксид магния, который плохо отстаивается, легко взмучивается и, налипая на катодную поверхность, пассивирует ее. На размеры образующихся частиц оксида магния ( шлама ) влияет концентрация воды, вернее, МgОНС1 в электролите. Повышение содержания гидрооксихлорида магния в электролите способствует образованию более крупных частиц оксида магния и их быстрому осаждению на дно ванны, что приводит к увеличению выхода магния по току.

При выборке шлама в бездиафрагменном электролизере, когда шлам частично взмучен, наблюдается резкое падение (до 10%) выхода магния по току и медленный подъем. Объясняется это тем, что в бездиафрагменном электролизере значительно хуже условия для осаждения и накопления шлама, чем в диафрагменном. В бездиафрагменном электролизере, где рабочее пространство сильнее "насыщенно" электродами, большое число частиц шлама попадает на катод, вызывая его пассивацию.

Рекомендуется после выборки шлама временно повышать содержание МgОНС1 в электролите. Для этого в электролит загружают влажную (1 -3 %) поваренную соль. При этом происходит осаждение укрупненных частиц шлама и незначительное понижение выхода магния по току, не более, чем на 3%.

Оксид магния также влияет и на анодный процесс. Попадая в анодное пространство, значительная часть оксида магния хлорируется, что приводит к разбавлению анодного газа хлоридом водорода и оксидами углерода. С другой стороны, та часть оксида магния, которая прохлорируется на аноде, уже не будет оказывать вредного влияния на процесс электролиза.