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石灰乳 盐酸
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海水→沉淀池→氢氧化镁→六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)无水MgCl2Mg
从海水中提镁,可按如下步骤进行:(1)将贝壳煅烧后制成石灰乳 CaCO3=高温=CaO+CO2↑ CaO+H2O==Ca(OH)2
(2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤得到Mg(OH)2MgCl2+ Ca(OH)2==Mg(OH)2↓+ CaCl2
(3)将沉淀物与盐酸反应、反应后的溶液结晶、过滤、干燥得MgCl2·6H2O产物(4)将MgCl2·6H2O产物 在一定的条件下加热失去结晶水 Mg(OH)2 + 2HCl==MgCl2 + 2H2O
(5)熔融MgCl2进行电解的镁和氯气MgCl2(熔融)=通电=Mg+Cl2↑
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)---通电---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。
海水盐分中镁的占有量仅次于氯和钠,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20世纪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。
蒸馏法蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。...
养海水鱼的步骤:要把鱼养好首先一定要做的一定要把强大的硝化系统建立起来,这是最重要的一个步骤,其余的都是次要的,截至目前为止我发现,再好的裸缸设计,再贵的蛋白机,也无法阻止氨的产生,而一个强大的硝化系...
海水淡化的方法有蒸馏法、太阳能蒸馏法、低温多效蒸馏法、多极闪蒸法、电渗析法、反渗析法、离子交流法。海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区,但并不局限于该地区。由于世界上70%以上的人口都居住在离海...
玻镁板使用方法
1 / 2 玻镁板使用方法 及注意事项 1、隔墙 (1)板材: 一般情况下建议用 8MM 厚度以上的玻镁板做隔墙板。 (2)配件: 6MM 以上的板材固定再框架龙骨上,要用 3.5200MM 的沉头镀锌螺钉固定,钉头低于板面 0.5MM,以便保证饰面平整。 (3)安装: 开始安装时,必须标好龙骨的准确位置,并作好记号。竖龙骨中心距离潍 450-600MM,墙体的连接处和门窗两侧安装时要装附加龙骨,如墙体高度大于 2440MM 时,须在板材连接处加装支撑龙骨。 (4)板距: 相临板材之间留缝距 4-6MM,板材与地面之间必须留有 3MM-5MM 的间 隙,螺钉安装中心距为 150MM,距板边 10MM,距离板角 30MM。 (5)吊挂: 卫生间或厨房间吊挂重物处,必须用木板或龙骨加固,以 免板材受到破坏。 (6)接缝处理: 在安装时板材与板材留有间隙 4-6MM,用 107胶水或强力胶调匀后
防止海水腐蚀循环水泵的方法
针对某海滨电厂循环水泵的泵轴、轴头和导叶体腐蚀较严重的情况,从理论上较详细地分析了出现腐蚀现象的原因,认为电屏蔽和保护电流不足使外加电流阴极保护系统起不到保护作用、相邻部件因材质不同而出现电偶腐蚀、海水及夹带泥沙引起的冲刷腐蚀等因素是造成泵轴、轴头和导叶体腐蚀较严重的主要原因,同时介绍了该发电厂所采取的相应的腐蚀防护综合治理办法.
这种电池以镁为阳极 ,炭材为阴极 ,海水作电解质 ,海水中溶解的氧气为氧化剂 ,一般为开放式结构该类镁海水电池的电化学反应 如右图 :
与自腐蚀相共轭的是镁阳极表面的析氢过程 ,即自放电过程 ,是影响其有效使用的主要因素。电极理想的过程控制应该是尽量控制自腐蚀过程 ,增加镁 阳极的有效放电效率。由于电解质和氧气直接取自海水,唯一消耗的是镁 ,因而具有很高的比能量,且结构简单 、造价低廉、安全可靠 、干存储时间无限长。由于受海水中溶解氧气浓度限制 (约 0.3moL/m ,对应 电量 28A ·h/m ),输出功率较小 ,适用于长期在海下工作的小功率电子仪器,如水下通讯设备、海下导航仪 、航标灯等。以镁合金 AZ61为燃料制备了海水溶解氧电池 :阳极镁合金尺寸为 618.4cm×110.0cm,阴极为碳纤维 ,绑束在铁丝上形成试管刷式结构 ,管刷直径 9cm,l4个碳纤维刷式阴极被焊接到 4,80em 的铁圈上 ,铁圈被固定在 1个 1m×1m×1m 的铁框架内,而镁合金则固定在铁框架中心 ;此电池的初始电压为 1.2V(2w 负载),20h后增加并稳定在 1.6V,总输出功率 已达 55kW ·h。2008年 ,日本开发了深海地震探测仪 :电池 的阳极为 4,0.184m×2.200m的镁合金棒 ,阴极为碳纤维和铁集流体 ;使用4组SWB1200海水电池连续对 5577m深海地床供电,5年运行结果表明,电池组的平均输出功率为13W,能量密度能够达到 318W ·h/kg,大大高于碱锰电池的 150W ·h/kg。法国和挪威合作研制的名叫“CLIPPER”的 自动水下航行器 (AUV)所用的电源也是该类海水电池 ,预计可在 2m/s航 速下行驶1600海里。可见 ,其具有巨大的应用前景。以氧化处理的碳纤维刷作阴极材料 ,镁合金作阳极材料制作3台样机作连续实海放电测试 ,运行2个月表明,与商品化的海水电池 SWB1200初步相比,该海水超级电容溶解氧电池具有更高的体积比功率密度 。
该类电池主要以 Mg/H2O2半燃料海水电池为主。与铝电极相比,采用镁电极可不添加 NaOH等碱性电解质 ,能较大幅度提高比能量 。但能承载的电流密度较 Al/H2O2 低 ,一般在 50mA/c㎡ 以下。
中性(碱性 )Mg/H2O2 半燃料电池一般可 表示为(一)MglNaCl(NaOH)lH2O2( ),其电极反应 :
美国海军水下作战中心 (NUWC)为无人水下航行器 (UUV)设计的 Mg/H2O2电池 阳极为 AZ61镁合金 ,阴极为碳载 Pd—Ir催化 ,阴极和 阳极之间用甘油处理过 的 Nafion 115隔离 ,采用双极性堆式结构 ,电极面积 1000cm ,通过延长导流板流道来减小漏电电流 ,研制初期这种电池存在的问题是生成的Mg(OH)2和MgCO3沉淀覆盖电极表面,向电解液中加入 0.1moVL硫酸后 ,25mA/cm放电时 ,电压 由 1.1~1.2V(50℃)提升至 1.3~1.5V-6;优化工艺参数后 ,电压达到 1.7V ,25℃时 H202的利用率达到 86%,电池本体比能量达 500—520W ·h/kg。
一: Mg/CuCI
Mg/CuCl系列海水电池负极 为镁合金 ,正极为氯化亚铜 ,电池采用双极性结构 。电极反应原理如下 :
为增加负极的负电位 ,使反应产物易于脱落 ,美国在镁合金中添加了 Pb和 Ti;而俄罗斯 由于缺 Pb及 Ti,将Mg3Hg加人其 中并获得了成功。该 Mg/CuCl系列海水电池于20世纪80年代末期就用作鱼雷动力电池,其比能量可达 150W ·h/kg,价格为同容量银锌电池的 1/3。
二:Mg/AgCl
Mg/AgCl海水电池也是目前鱼雷中应用比较广泛的一种一次 电池,其负极是镁合金 ,正极是氯化银 ,采用双极性结构。电极反应原理如下 :
海水是镁阳极很好的活化溶液 ,其在海水中能长期保持活性 ;同时由于镁的极化较大 ,对电极反应的热效应也较大 ,保证了该电池具有 良好 的低温性能 ,无需辅助加热装置就可适应 一6O℃低温 ,以溶解度很低 的AgCl作正极。Ag/AgCl电极电位非常稳定 ,能作为中性溶液中的参比电极 ,其放电后转化为导电性良好 的Ag,电池内阻很小 ,适用于大电流密度下工作 。因此 ,该 电池系统放 电电压平稳 ,比能量可高达 88W ·h/kg左右 ,耐高温 、低温性 能均 良好 ,可进行大电流放 电。这种电池靠海水激活 ,平时处于干态保存 ,搁置时间可长达5年,但这一体 系需要消耗贵金属 Ag,造价高 ,其总功率有待提高。
镁海水燃料电池具有能量密度高、安全性好、可全海深工作的优点,在深海着陆器、深海原位实验站等海洋装备领域具有很好的应用前景 。2100433B
在海水溶液中,镁合金作为电池阳极材料需要克服自腐蚀速率大、阳极利用率低、阳极极化 、电位滞后等问题。镁合金放电后 ,表面的氧化膜受到不可修复的破坏,随着自腐蚀持续进行 ,存储性能下降。给镁合金负极施加 阳极极化电流或电位 ,随阳极极化电流或电位的增加 ,镁合金阳极材料的自腐蚀电流密度反而增加 ,此现象称为“负差数效应”。此效应是镁 、铝等金属阳极溶解时存在的现象 ,是其放电电流效率降低的主要原因。