包括氯化炉料的制备、氯化炉料在氯化炉中的氯化,以及MgCl2熔体自氯化炉中排出等工序。氯化炉料由镁质组分与碳质组分构成。镁质组分指菱镁矿、菱苦土(氧化镁)或碱式碳酸镁中的一种或几种,碳质组分指石油焦、木屑或褐煤中的一种,氯化炉料制备时通常还会加入卤水或食盐。氯化炉通常为圆柱形竖式电炉,电炉中通常装配有两组电极,电极之间借助碳素格子砖构成通路。加碳氯化过程所发生的主要反应如下:
MgO+C+C12=MgCl2+CO
2MgO+C+2C12=2MgCl2+CO2
MgO+CO+C12=MgCl2+CO2
氯化镁水合物是生产无水氯化镁的重要原料,但其在受热脱水过程中,会生成碱式氯化镁〔Mg(OH)Cl〕和发生氧化镁(MgO)的水解副反应。为了阻止副反应发生,针对氯化镁水合物的脱水开发了氯化氢保护气氛下脱水、氯气熔融氯化脱水、有机溶剂络合-氨螯合脱水等方法。①氯化氢保护气氛下脱水,指在一定温度下脱水体系中维持适当的氯化氢浓度,以避免氯化镁水解或使水解降至最低程度。②氯气熔融氯化脱水,是用氯气来氯化氯化镁熔体中的Mg(OH)Cl或MgO,原理类似于氧化镁加碳氯化。③有机溶剂络合-氨螯合脱水,是将氯化镁水合物与有机溶剂络合,然后将络合产物与氨螯合以脱除有机溶剂,最后将螯合产物脱氨得到无水氯化镁。
天然钾光卤石脱水前,需通过冷却结晶等手段将其中过高的氯化钠去除,得到化学式大致符合KCl·MgCl2·6H2O的人造钾光卤石。人造钾光卤石的脱水通常分两步进行:①在沸腾炉或回转窑中一次脱水,得到的产物中还含有一定数量的水分与氧化镁;②在较高的温度下(通常800~850℃)进行二次脱水与氯化,通常在氯化器或熔融盐电炉(CKH炉)中进行。
首先合成铵光卤石液,即氯化铵(NH4Cl)与氯化镁(MgCl2)按照1∶1的比例(摩尔比)往除杂的卤水中加入氯化铵,将溶液加热到60~70℃后即得铵光卤石液;然后将铵光卤石液一次沸腾脱水、二次沸腾氨化脱水与熔融脱铵,即可获得无水氯化镁熔体。