CHARACTERIZATION OF OXIDE AND HYDROXIDE IN MgCl₂-NaCl MELTS

AbstractAbstractThis work is part of a research program whose aim is to develop an electroanalytical technique to determine the amount of dissolved oxide and hydroxide in industrial electrolytes for the electrowinning of Mg. The systems studied were mixtures of MgCl2 and NaCl ranging from pure MgCl2 melts to melts containing 10 mole% MgCl2 and 90 mole% NaCl. MgO and MgOHCl were added to these melts at different temperatures. Voltammetric measurements were performed before and after the addition of MgO or MgOHCl. Melt samples for chemical analysis were withdrawn before and after the additions of these compounds as a function of time after addition. The quenched melt samples were analyzed by carbothermal reduction analysis and by the acid consumption method to obtain the O2- and OH- contents of the melt. Linear sweep voltammetry was performed with a sweep rate of 200 mV/sec in the cathodic and anodic potential regions to detect the concentration of dissolved MgOHCl and MgO, respectively. The results indicate a linear relation between MgO and MgOHCl concentrations and the peak current densities for the electrochemical reactions of the dissolved MgO and MgOHCl species in the melt, respectively. The results are promising in view of the possibility to detect voltammetrically in situ both dissolved MgOHCl and MgO in the electrolyte during Mg production.Ce travail fait partie d'un programme de recherche dont le but est de développer une technique électro-analytique pour la détermination de la quantité d'oxyde et d'hydroxyde dissous dans les électrolytes industriels d'extraction électrolytique du Mg. Les systèmes étudiés consistaient en mélanges de MgCl2 et de NaCl allant de bains purs de MgCl2 à des bains contenant 10% mole de MgCl2 et 90% mole de NaCl. On ajoutait du MgO et du MgOHCl à ces bains à différentes températures. On a effectué des mesures de voltampérométrie avant et après l'addition du MgO ou du MgOHCl. On a retiré des échantillons de bains, pour analyse chimique, avant et après l'addition de ces composés en fonction du temps après l'addition. On a analysé les échantillons de bains trempés par réduction carbothermique et par la méthode de consommation d'acide pour obtenir la teneur en O2- et en OH- du bain. On a effectué des mesures par voltampérométrie à balayage linéaire avec une vitesse de balayage de 200 mV/s dans les régions de potentiel cathodique et anodique pour détecter la concentration de MgOHCl et de MgO dissous, respectivement. Les résultats indiquent une relation linéaire entre les concentrations de MgO et de MgOHCl et les pics de densité de courant des réactions électrochimiques des espèces MgO et MgOHCl dissoutes dans le bain, respectivement. Les résultats sont prometteurs en ce qui a trait à la possibilité de détecter directement par voltampérométrie tant le MgOHCl que le MgO dissous dans l'électrolyte lors de la production de Mg.