镁的冶炼方法主要分为两种
镁冶炼工艺
4 皮江法能耗分析
传统小型金属镁回转窑能耗分析
38.74%
22.72%
节能型金属镁回转窑能耗分析
节能型回转窑工艺流程图
窑头单筒冷却机
回转窑及窑尾立式预热器
回转窑烟气分析
烟气组成：
烟气温度：传统回转窑烟气温度为450~650 ℃，节能型回转窑经窑尾竖 式预热器排出烟温为280~350℃。 烟气流量： 粗镁年产量/万吨 烟气量/ 104Nm3.h-1 1 2.8 2 5.7 5 13 10 18
传统煤气还原炉能量损耗
传统还原炉在布置还原罐时最多只能布置两层, 炉膛内的 受热面积有限, 烟气的温降很小, 使得炉子的排烟温度高 达1100 ℃ 。 另外，从还原罐出来的镁渣仍有很高的温度，约1100 ℃ 左右，因为目前的生产工艺决定了还原炉出渣是间歇性的， 所以现在这部分热量一般没有得到充分合理的利用，而是 白白浪费掉了。
镁粉产量（万吨） 13.88 11.13 14.28
我国原镁生产概况
据2010年镁工业发展报告，国内有157家规模以上的镁冶炼 企业，年产一万吨的企业有19家，总产量47.46万吨，占年总产 量71.19%，年产三万吨的企业有3家。
2 镁的冶炼工艺
镁冶炼工艺技术有两种，即镁电解冶炼工艺技术和硅热还 原工艺技术。 氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。 该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以 海水为原料制取无水氯化镁的电解法。 热还原法是以煅烧白云石或菱镁矿石为原料、硅铁为还原 剂、萤石为催化剂，进行计量配料。粉磨成球后，将球团 装入还原罐中，加热到1200℃，内部抽真空至13.3Pa或 更高，还原产生镁蒸气。镁蒸气在还原罐前端的冷凝器中 形成结晶镁，亦称粗镁。再经加熔剂精炼，产出商品镁锭， 即精镁。
镁冶炼(二)
添加少量萤石(CaF2)粉能加速反应过程。反应在 900~1100℃及100Pa下进行，镁的收率可达到 65%。 但由于CaC2的活性较低，又易吸湿，物料流量大等 原因，此法目前也已停用。
3
金属热还原法 用金属或合金作为还原剂的热还原过程。其反应通式
能用作还原剂的金属很多。但从经济方面考虑，工业 上主要用含Si75%的硅铁合金(Ferrosilicon)作还原 剂，此时硅铁中的硅起还原作用，铁不起作用。此 时又叫做硅热法(Silicothermic Processes)。在 某些场合也用铝硅合金作还原剂，此时硅和铝都起 作用。
有色金属冶金学
Non-ferrous Metallurgy
Magnesium Metallurgy 镁冶金（二）
朱 骏
zhujun@
有色金属冶金系 北京科技大学冶金学院
1
2.3 Thermal Reduction Methods
根据还原剂的不同，热还原法炼镁可分为三种： 碳热还原法 以木炭、煤、焦炭等碳质材料作为还原剂，反应式：
19
讨论：为什么使用75%的硅铁作还原剂？ 85%、75%、45%和25%四种硅铁， 其中，83% 的硅铁在合金组织中几乎全部 是以游离硅存在；75%硅的硅铁是由游离 硅和FeSi2存在；45%硅的硅铁是由FeSi2 和FeSi 组成；25%的硅铁完全是由 FeSi 和 Fe3Si2组成。 之所以采用75%硅铁合金作为还原剂，是综 合考虑了技术与经济两方面因素。
8
Si(s) + 2(CaO· MgO)(s) = 2Mg(g) + 2CaO· SiO2(s)
ΔG0 = 492.21-0.27T kJ/mol ΔG = ΔG0 + RT ln(pMg/p0)2 欲使反应在1200℃下顺利进行，pMg = ？
镁的冶炼方法
镁的冶炼方法
镁是一种常见的金属元素，具有较低的密度和良好的机械性能，因此在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。
而镁的冶炼方法对于镁的纯度和性能有着重要影响。
下面我们将介绍几种常见的镁的冶炼方法。
首先，我们来介绍镁的熔炼法。
镁的熔炼法是将镁矿或者镁盐在高温条件下熔化，然后通过冷却结晶得到纯净的镁。
这种方法适用于镁矿含量较高的情况，但由于镁的熔点较高，熔炼过程中需要耗费大量能源，且设备成本较高。
其次，还有镁的电解法。
镁的电解法是将镁盐溶解在溶剂中，然后通过电解的方式将镁离子还原成镁金属。
这种方法具有生产效率高、能耗低的优点，适用于镁矿含量较低的情况。
但是电解法对原料的纯度要求较高，且设备投资较大。
另外，还有镁的熔融气相法。
镁的熔融气相法是将镁矿或者氧化镁在高温下与氢气或者碳热还原，生成镁蒸汽，然后通过凝结得到纯净的镁。
这种方法具有生产效率高、能耗低的优点，适用于镁矿含量较高的情况。
但是熔融气相法对原料的纯度要求较高，且设备投资较大。
最后，我们来介绍镁的熔盐电解法。
镁的熔盐电解法是将镁盐溶解在熔盐中，然后通过电解的方式将镁离子还原成镁金属。
这种方法具有生产效率高、能耗低的优点，适用于镁矿含量较低的情况。
但是熔盐电解法对原料的纯度要求较高，且设备投资较大。
总的来说，镁的冶炼方法有多种，每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际生产中，需要根据原料的情况、生产规模和经济成本等因素选择合适的冶炼方法，以确保生产的效率和质量。
希望本文介绍的内容能为相关领域的从业者提供一些参考和帮助。
多热源内热式镁冶炼炉内温度分布规律模拟与实验研究
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本人完全了解学校有关保护知识产权的规定�即�研究生在校攻读学位期间 论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索�可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证�毕业后结合学位论文研究课 题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。
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通过对真空硅热还原氧化镁的热力学分析以及新型内热式多热源真空冶炼炉温度场的传热分析确定真空硅热还原氧化镁的热力学参数和建立温度场导热的数学模型采用有限元法对冶炼炉温度场进行离散化处理建立温度场的几何模型确定相关的物性参数用ansys软件对温度场进行数值模拟通过数值模拟以及实验结果分析新型冶炼炉温度场的分布与叠加规律以及传热传质规律获得热场叠加区优化有益传热及传质的途径为新工艺提供理论指导
利用工程模拟软件������模拟对比了传统皮江法还原罐内温度分布和新型内热 式多热源冶炼炉内温度规分布规律。模拟研究了内热式单热源、双热源和三热源时炉内 温度分布规律。模拟证实�新工艺与传统工艺相比具有�还原时间短�炉内温度场均匀� 能耗低�还原效率高等优点�炉内热源数目增多�炉体尺寸增大�装料量增加�单炉产
镁的冶炼方法
皮江法炼镁的工艺流程及其优缺点（来源：全球五金网日期：2010-6-9 点击：95 ）镁的冶炼方法总体上可分成三种：一种是电解法；一种是硅热法（皮江法）；另一种是碳热法。
皮江法炼镁的主要工艺流程是：白云石在回转窑或立窑中煅烧成煅白，经破碎后与硅铁粉（含硅75％）和萤石粉（含GaF2）＝95％）混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及真空的1.33Pa 真空度下还原制取粗镁，经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。
皮江法炼镁是中国现行普遍应用的一种方法：其优点是：1、规模能大能小，原材料可就地取材；2、成本相对电解法较低；3、技术不难掌握；4、在九十年代经济效益可观；5、镁的等级质量略高于电解镁等。
皮江法炼镁缺点：生产1 吨金属镁锭需要有消耗白云石12-14吨；无烟煤及烟煤8-10吨；副产还原渣5-6吨，这些还原渣目前还没有发现更好的用途，污染环境；劳动强度大，原料车间粉尘污染严重。
镍含量太低，如要回收用浮选法，但杂质镁可能不易控制。
一般工厂用什么冶炼镁，对人体有害吗？答：有害。
镁是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。
长时期里，化学家们将从含碳酸镁的菱镁矿焙烧获得的镁的氧化物苦土当作是不可再分割的物质。
在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。
1808年，戴维在成功制得钙以后，使用同样的办法又成功的制得了金属镁。
从此镁被确定为元素，并被命名为magnesium，元素符号是Mg。
镁是一种参与生物体正常生命活动及新陈代谢过程必不可少的元素。
镁影响细胞的多种生物功能：影响钾离子和钙离子的转运，调控信号的传递，参与能量代谢、蛋白质和核酸的合成；可以通过络合负电荷基团，尤其核苷酸中的磷酸基团来发挥维持物质的结构和功能；催化酶的激活和抑制及对细胞周期、细胞增殖及细胞分化的调控；镁还参与维持基因组的稳定性，并且还与机体氧化应激和肿瘤发生有关。
钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金冶炼方法
钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金冶炼方法
一、矿石选矿
矿石选矿是指从矿石中分离出有用元素的程序，是冶炼过程的第一步。
按照比重进行湿选，将有用金属部分及其杂质在特定浓度的反流药液中浮
选出来，也可将混入碱金属的多元素矿石放入高温的酸浴中进行分离，将
多元素矿石中比较轻的金属元素沉淀出来。
二、初步精炼
初步精炼加工是指将金属原料进行加热分离，将金属中杂质的元素分
离出来，从而获得纯粹的金属元素。
有时也可能经过熔融精炼技术，将金
属元素中的杂质剔除下来，以获得纯度较高的金属元素。
三、精细精炼
精细精炼是指将受熔融精炼加工后，仍含有少量杂质的金属元素，进
行进一步分离提纯的过程。
常用的精细精炼方法有气相沉淀法、蒸馏法、
离子交换法等。
四、冶炼技术应用
1.碱熔法冶炼钾、钙、钾和镁等金属：碱熔法是一种热分离的冶炼方法，将金属元素放入含碱的高温熔池中，经过碱溶解，金属元素易溶于碱液，杂质和有害元素沉淀在池底，达到分离提纯的目的。
2.电解冶炼钠、铝等金属：将金属原料放入含有其他电解质的电解槽中，金属元素在电场中碳极中还原，形成金属晶体。
高考化学二轮复习(专题卷)镁及其化合物
镁及其化合物一、选择题（共16题）1．下列有关物质性质的应用正确的是A．氯化钠溶液显中性，可用铝制容器贮存氯化钠溶液B．碳酸钠溶液显碱性，可用热的纯碱溶液除去金属器件表面油污C．氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉可放在氮气中冷却D．铜的金属性比铁弱，可将海轮浸水部分镶上铜锭以减缓船体腐蚀2．下列说法正确的是（）A．常温下，浓硫酸可以用铁制槽罐存放，说明铁与浓硫酸不反应B．检验氯化氢中是否混有氯气，可采用湿润的有色布条C．镁在空气中燃烧只生成氧化镁D．钠可以从硫酸铜溶液中置换出金属铜3．下列说法正确的是A．用激光照射硫酸铜溶液可以观察到丁达尔现象B．钠与氧气反应的产物与反应条件无关C．燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中不能继续燃烧D．利用氯气单质的氧化性可以把碘离子转化为碘单质4．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体5．下列气体中，可以用来冷却镁蒸气的是A．空气B．二氧化碳C．氩气D．氧气6．生活中碰到的某些问题，常涉及到化学知识，下列分析不正确的是A．Mg（OH）2和Al（OH）3热分解生成的气态水可覆盖火焰、驱逐O2、稀释可燃气体，分解产物MgO 和Al2O3能较快地与塑料燃烧过程中产生的酸性及腐蚀性气体反应，所以它们可以作为未来发展方向的无机阻燃剂B．用灼烧并闻气味的方法区别纯棉织物和纯毛织物C．某雨水样品采集后放置一段时间，pH值由4.68变为4.28，是因为水中溶解了较多的CO2D．蒙古牧民喜欢用银器盛放鲜牛奶有其科学道理：用银器盛放鲜牛奶，溶入的极微量的银离子，可杀死牛奶中的细菌，防止牛奶变质7．已知镁是一种活泼金属，不仅可以与酸反应，还可以与热水反应，生成()2Mg OH沉淀，而且Mg可以在2CO中燃烧生成MgO和C。
镁冶金学
第二章
镁冶金
7.镁的溶解度
镁可溶于MgCl2熔液中，溶解度（摩尔分数）可达
0.55～1.28%，通过调整电解质成分可使金属镁的溶
解降至最低，如在MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔液中，
镁的溶解度很小，一般为0.004～0.02%。
第二章 镁冶金 三、电解质中杂质对电解过程的影响 镁电解质中的杂质来自原料和电解槽的内衬(铝、硅) 和铁的部件。 杂质在电解时会引起一些不良反应造成镁的损失、 氧化物氯化造成氯的损失、杂质电化学分解造成电 能损失。
第二章
镁冶金
上图中，σ 界面张力，σ 下列关系:
E-M为电解质--镁的界面张力，σ E-S为电解质--钢阴极的 M-S为镁--钢阴极的界面张力。当三者达到平衡，则成立
E S M S E M cos M S cos E S E M
第二章
镁冶金
3.诺斯克法 所用原料或者是海水， 或者是MgCl2含量高的卤水。 跟道乌法不同的所得氢氧 化镁不是用盐酸去氯化， 而是加以缎烧，以得MgO。 MgO与焦炭混合制团后， 用电解槽产出的氯气去氯 化;其早先的生产流程见 图
第二章
镁冶金
后来，为减少能量消耗并减轻环境污染，建 立了新的生产流程见图2-2.
现在，有关界面张力的资料尚不充分。已 知，电解质诸组成份对钢表面的湿润性增 大的顺序是:MgCl2→CaCl2→NaCl→KCl。 6.分解电压 镁电解质诸组成份的分解电压详见表2-2。
第二章 镁冶金 由表可见，MgCl2的分解电压值在800℃时为2.51V， 在诸组成份中是最低的，所以它优先进行电解。
4. 电导率
在镁电解质诸组成份当中，LiCl的电导率为最好，
alloy_镁、镁合金、铝合金、锌合金的特性对比#
镁Mg镁的密度小，易于燃烧，这是由于它的物理、化学性质所决定的。
20℃时金属镁的密度是1.738g/cm3，液态金属镁的密度为1.58g/cm3；在标准大气压下，金属镁的熔点是（650±1）℃，沸点为1090℃。
在空气中加热时，金属镁在632℃～635℃开始燃烧。
因此决定了镁的制备及合金冶炼工艺比较复杂。
工业用镁的纯度可达到99.9%，但是纯镁不能用作结构材料，在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度，可以作为结构材料广泛应用。
镁合金材料具有以下优点：（1）重量轻镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，它的比重为铝合金的６８％，锌合金的２７％，钢铁的２３％，它除了做３Ｃ产品的外壳、内部结构件外，还是汽车、飞机等零件的优秀材料。
（2）比强度、比刚度高镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当，而远远高于工程塑料，为一般塑料的10倍。
（3）耐振动性好在相同载荷下，减振性是铝的100倍，钛合金的300～500倍。
（4）电磁屏蔽性佳3Ｃ产品的外壳（手机及电脑）要能够提供优越的抗电磁保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过１００ｄｂ的电磁干扰。
（5）散热性好一般金属的热传导性是塑料的数百倍，镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金，远高于钛合金，比热则与水接近，是常用合金中最高者。
（6）质感佳镁合金的外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感。
（7）可回收性好只要花费相当于新料价格的4%，就可将镁合金制品及废料回收利用。
（8）稳定的资源提供镁元素在地壳中的储量居第八位，大部分的镁原料自海水中提炼，所以它的资源稳定、充分。
镁合金压力铸造的优点有：高的生产率；高精度；好的表面质量；精细的铸件晶粒；可压铸薄壁和复杂结构的产品。
0.6mm厚度镁合金压铸和铝合金压铸相比：生产率高50%；可使用钢模，延长服务寿命；更低的潜热，节省能量；好的机加工性；模具成本节省50%；熔体具有更高的流动性。
金属镁的冶炼工艺简介
金属镁的冶炼工艺简介镁是一种轻金属，是十分常见的有色金属之一，也是一种轻质的金属结构材料。
近些年来，随着科学的技术进步，对新型材料的需求越来越高精尖，促进了镁的各种应用，用途和应用领域在不断扩大。
镁的冶炼方法是镁工业发展的前提和基础，现有金属镁的冶炼方法普遍存在能耗大、污染严重、流程长、成本高等问题。
开发金属镁冶炼新技术研究具有十分重要的意义。
一、金属镁简介1.1、镁的性质镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的比重是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第八，在地壳中含量丰度2%，海水中含量第三。
1.2、镁的储量分布镁在自然界分布广泛，主要以固体矿和液体矿的形式存在。
固体矿主要有菱镁矿、白云石等；液体矿主要来自海水、天然盐湖水、地下卤水等。
根据美国地质调查局（USGS）2015年公布的数据显示，全球已探明的菱镁矿资源量达120亿吨，储量24亿吨。
蕴藏丰富的国家包括：俄罗斯（6.5亿吨，占总量27%）；中国（5亿吨，占总量21%）；韩国（4.5亿吨），具体数据见表一。
表一全球菱镁矿储量（千吨）1.3、我国镁资源储量分布情况中国是世界上镁资源最为丰富的国家之一，镁资源矿石类型全，分布广。
中国是世界上菱镁矿资源是继俄罗斯之后最为丰富的国家，特点是地区分布不广、储量相对集中，大型矿床多。
世界菱镁矿储量的21%集中在中国，产量的67%由中国提供（具体分布见表二）。
表二中国镁资源储量分布情况二、镁的应用2.1、镁的应用镁的应用主要集中在镁合金生产，炼钢脱硫，还用在稀土合金、金属还原、腐蚀保护及其他领域。
（1）金属脱硫，使用镁粉的脱硫效果比碳化钙好；（2）腐蚀保护，使用镁牺牲阳极进行阴极保护，是一种有效的防止金属腐蚀的方法，广泛用于石油管道、天然气、煤气管道和储罐、冶炼厂、加油站的腐蚀防护以及热水器、换热器、蒸发器、锅炉等设备。
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镁的冶炼方法主要分为两种：一是硅热还原法;二是电解法。
目前国内的原镁厂家大都采用硅热还原法中的皮江法，以下就比较成熟的皮江法作简单的介绍。
皮江法生产金属镁是以煅烧白云石或菱镁矿石为原料、硅铁为还原剂、萤石为催化剂，进行计量配料。
粉磨后压制成球，称为球团。
将球团装入还原罐中，加热到1200℃，内部抽真空至13.3Pa或更高，则产生镁蒸气。
镁蒸气在还原罐前端的冷凝器中形成结晶镁，亦称粗镁。
再经加熔剂精炼，产出商品镁锭，即精镁。
皮江法炼镁生产工序：
（1）白云石煅烧：将白云石在回转窑或竖窑中加热至1100～1200℃，烧成煅白（MgOCaO）。
（2）配料制球：将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨，然后压制成球。
（3）还原：将料球在还原罐中加热至（1200+10）℃，在13.3Pa或更高真空条件下，保持8～10小时，氧化镁还原成镁蒸气，冷凝后成为粗镁。
（4）精炼铸锭：将粗镁加热熔化，在约710℃高温下，用熔剂精炼后，铸成镁锭，亦称精镁。
（5）酸洗：将镁锭用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夹杂，使表面美观。
镁合金的冶炼技术
镁合金熔炼工艺的关键是阻燃保护，其次是必须进行精炼处理以去除镁合金熔体中的金属杂质和非金属杂质夹渣及有害气体。
（1）准备工作
备齐工具，检查坩埚，清理炉膛内渣子等杂物，检修电阻丝，保证测温热电偶处在正常位置，使电气控制和自动控温正常，灵敏准确；
（2）坩埚、炉料预热
炉料预热去除水分，防止爆炸等安全事故，同时减少炉料中水分带入合金液中的气体含量增加。
（3）装料熔化
在已预热的坩埚中加入预热的炉料，升温熔化。
（4）合金化和精炼
待温度升到熔化温度以上镁锭熔化后加入中间合金，并充分搅
拌使之均匀，再升温至适当的温度，向熔液中撒入精炼剂精炼。
此过程关键是要控制好合金加入量和精炼的温度，这是由不同种类的合金决定的。
5）静置
静置过程的目的是使镁合金液中密度较大的杂质沉淀，因此要控制好静置的温度和时间。
（6）浇铸
静置后取样分析，成分合格后控制好浇铸温度进行浇铸。
在整个熔炼过程中都要进行阻燃保护，保护方法有：以盐类溶剂覆盖于熔体上，并不断加入；在混合保护气体的气氛下处理熔体，在其上形成薄的保护层。
具体采用哪种方法依生产工艺而定。