Comparison of Two-Types Compositions of Mixed Salts in Fused Salt Electrolysis of Magnesium

마그네슘의 용융염전해시(熔融鹽電解時) 두 가지 염욕조성(鹽浴組成)의 비교실험

Magnesium has been used as light and functional material, and its demand is increasing as a material for automobile engine and for mobile phone or notebook PC case. Fused salt electrolysis and thermal reduction are regarded as main methods for the extraction of magnesium, and choice for the method is firstly according to raw material. In this study, magnesium metal is obtained by an electrolysis of magnesium chloride. Two types of fused salt mixtures were used as electrolyte and electrolyzed at 7V with a graphite anode having the same depth, and their results were compared with each other. A mixed salt of $KCl/NaCl/MgCl_2$ was the more effective than $KCl/NaCl/CaCl_2/CaF_2/MgCl_2$ in current efficiency through the experiments at $760^{\circ}C$. Purity of the prepared magnesium metal was above 98%. Some basic data for scale-up of the magnesium electrolysis equipment, which would be necessary for a commercialization, could be obtained.

마그네슘은 자동차 엔진 경량화재료 및 휴대폰과 노트북 PC케이스 등 기능성 경량재료로서의 용도개발과 함께 수요가 증가하고 있다. 마그네슘 제련법은 원료광의 특성에 따라 달라지는데 크게 용융염전해법과 열환원법 두가지로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 염화마그네슘을 사용하여 용융염전해법에 의해 전해 마그네슘을 얻고자 하였다. 흑연양극의 침지깊이를 일정하게 하고 전해전압 7V로 두가지 조성의 염욕을 비교 실험하였다. $760^{\circ}C$에서 전해 실험한 결과 $KCl/NaCl/MgCl_2$ 혼합염욕이 $KCl/NaCl/CaCl_2/CaF_2/MgCl_2$ 혼합염욕보다 전류효율 면에서 더 효과적이었다. 회수된 전해 마그네슘의 순도는 98% 이상이었다. 본 연구를 통하여 용융염 전해장치를 Scale-up 하거나 상용화시 장치설계 등에 필요한 기초자료들을 축적할 수 있었다.