海中提镁
名称: 海中提镁
介绍
海水中的镁，主要是以氯化镁和硫酸镁的形式存在。大规模的从海水制取金属镁的工序并不复杂，将石灰乳加入海水，沉淀出氢氧化镁，注入盐酸，再转化成无水氯化镁。海水制镁的中间产品氢氧化镁还可用于制取氧化镁、碳酸镁等其它产品。我们每天用的牙膏，它的主要成分是碳酸镁；水暖工在水管上包上一层白白的石灰一样的东西，是水管在冬天-10℃左右也不致冻裂，这也是碳酸镁的功劳；甚至橡胶制造上也常用碳酸镁作填充材料。镁是海水中浓度占第三位的元素。据估计，在镁立方公里的海水中，可提取镁130万吨。海盐产量高的国家多利用制盐苦卤生产各种镁化合物。缺乏陆地镁矿的国家，还直接从海水中大量生产金属镁，和各种镁盐。目前，世界上金属镁和镁化合物很大一部分直接或间接取自海水。 镁是重要的战略物资，因而世界上金属镁的生产量与战争有密切关系。从海水中制取金属镁的年产量在第二次世界大战前不过2万吨，战时年产量超过20万吨，战后年产量则降为3万吨。 近年来，金属镁在机械制造工业上，有代替钢、铝和锌等金属的趋势。此外，它在冶金工业和化学工业方面，也开辟了新的广阔的用途。可以说金属镁是金属中的"后起之秀"，前途无量。
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。