镁的制取制作
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。
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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
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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：
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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。
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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
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。
高中化学必修1-专题2-单元2-节4-镁的提取与应用
应后，产生H2的物质的量分别为n1, n2, n3，比较n1, n2, n3的大小，正确的是（ B）
A. n1= n2= n3
Na Mg Al H+
B. n1> n2= n3
0.1 0.1 0.1 0.01
C. n1< n2< n3 D. n1> n2> n3
H+明显不足！故n2 = n3，Na和水可以反应！
已知：Mg和Br2反应剧烈放热；MgBr2具有强吸水性；
MgBr2+3C2H5OC2H5
MgBr2·3C2H5OC2H5
杭州学军中学海创园学校 谢沛乐
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（4）有关步骤4的说法，正确的是_____B_D_____。
A．可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B．洗涤晶体可选用0℃的苯 C．加热至160℃的主要目的是除去苯 D．该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
杭州学军中学海创园学校 谢沛乐
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滤液提取Br2？ 不合适！
【思考8】用除去Mg(OH)2沉淀的滤液继续提取溴，存在什么问题？ 2Br - + Cl2 === 2Cl- + Br2 滤液中残留Ca(OH)2 ，会消耗大量的Cl2
海水综合利用：先Br2，再Mg
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【练习3】工业上用制盐剩下的苦卤(主要成分是MgCl2)来制取Mg(NO3)2，下列方案中合理 可行的是（ C ） A. “蒸干”后有Ag2O杂质 B. 没有过滤 D.成本高，污染 A．向苦卤中加入AgNO3，滤出沉淀，将溶液蒸干 B．将苦卤蒸发浓缩，再加入AgNO3，把得到的溶液蒸发结晶 C．给苦卤中加入熟石灰，分离出沉淀，用稀硝酸将沉淀溶解，再将溶液浓缩结晶 D．将苦卤浓缩结晶，再进行电解，得到金属镁，用镁和HNO3反应
工业上制取镁单质的方法-概述说明以及解释
工业上制取镁单质的方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：镁是一种轻质金属，具有良好的机械性能和热传导性能，因此在航天、汽车和电子等领域具有重要的应用价值。
镁单质是镁的一种基本形态，其制备方法对镁材料的质量和性能具有重要影响。
本文将介绍工业上制取镁单质的方法，并探讨其在工业应用中的重要性。
部分的内容1.2 文章结构文章结构包括引言、正文和结论三部分。
引言部分主要是对文章的主题进行概述，介绍文章的目的和意义，引出文章要讨论的内容，为读者提供一个整体的了解和预期。
正文部分是文章的主体，包括镁单质的重要性、制取镁单质的方法和工业应用等内容，详细介绍了镁单质的相关知识和制备方法，以及其在工业上的具体应用和意义。
结论部分对全文进行总结，展望未来的发展方向并给出具体的结论，对全文进行一个概括性的总结和升华，为读者留下深刻的印象。
1.3 目的本文旨在探讨工业上制取镁单质的方法，并对其重要性和工业应用进行深入分析。
通过对制取镁单质的方法进行全面介绍，可以帮助读者了解镁单质在工业生产中的关键作用，以及如何高效地制取镁单质。
同时，本文也旨在展望镁单质在未来工业应用中的潜力，为读者提供对镁单质制取方法的深入了解和未来发展的展望。
通过本文的阐述，读者可以更加全面地了解镁单质的制取方法，以及其在工业中的重要性和应用前景。
2.正文2.1 镁单质的重要性镁是一种轻质金属，具有很高的比强度和耐蚀性，是工业上使用最广泛的金属之一。
镁单质在工业生产中具有重要的作用，主要体现在以下几个方面：首先，镁单质在航空航天领域有着重要的应用。
由于镁的密度只有铝的2/3，而且具有很高的强度和刚度，因此在航空航天领域被广泛应用于制造飞机、火箭和航天器的结构材料。
其次，镁单质在汽车工业中也有着重要的地位。
镁合金由于其优异的加工性能、抗冲击性和轻质化特性，被广泛应用于汽车发动机、变速箱、车身结构和其他部件的制造中，有助于提高汽车的燃油经济性和减轻整车此外，镁单质还被广泛用于电子设备、高铁和轻型化设备的制造中，其特殊的物理和化学性质使得其在这些领域具有独特的优势。
镁的冶炼方法
镁的冶炼方法
镁是一种轻质金属，具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，因此在航空航天、汽车制造、电子产品等领域有着广泛的应用。
镁的冶炼方法主要包括熔炼法、电解法和气相法等多种方式。
首先，熔炼法是镁的传统冶炼方法之一。
这种方法是将镁矿石与还原剂（通常是焦炭）放入电炉或熔炼炉中进行高温熔炼，通过还原反应将镁矿石中的氧化镁还原成金属镁。
这种方法适用于镁矿石含量较高的原料，但能耗较高，同时还需处理炉渣等问题，因此在工业生产中逐渐被电解法所取代。
其次，电解法是目前镁的主要冶炼方法之一。
这种方法是将氯化镁溶解在熔融的氯化钠中，通过电解还原制取金属镁。
相比于熔炼法，电解法具有能耗低、生产效率高、产品纯度高等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
但是，电解法也存在着设备投资大、操作技术要求高等问题，需要在实际生产中加以克服。
另外，气相法是近年来发展起来的一种新型镁冶炼方法。
这种方法是将气态的镁化合物在高温下分解，通过化学反应制取金属镁。
气相法具有生产过程简单、能耗低、环境友好等特点，逐渐成为镁冶炼领域的研究热点。
然而，气相法在工业应用中还存在着工艺参数控制难、设备成本高等问题，需要进一步完善和改进。
总的来说，镁的冶炼方法多种多样，每种方法都有其特点和适用范围。
在实际生产中，需要根据原料资源、工艺条件、产品要求等因素选择合适的冶炼方法，并不断进行技术改进和创新，以提高生产效率、降低能耗、改善产品质量，推动镁工业的可持续发展。
在未来，随着科技的不断进步和工艺的不断完善，相信镁的冶炼方法会更加多样化和高效化，为镁材料的生产和应用开辟更广阔的空间。
镁的制取
2 2
＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体 (MgCl2·6H2O)，然后在氯化氢气流中加热，转化成氯化镁。
MgCl2＋6H2O↑ HCl 化学方程式：MgCl2·6H2O ===== △ 通电 Mg ＋ Cl ↑。 (4)电解熔融 氯化镁 制得金属镁。化学方程式：MgCl2 ===== 2
高温
CaO
(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。化学方程式：MgCl2＋ CaCl2 Mg(OH) 2↓ ，该反应实质上是 Ca(OH) === ＋ Mg2＋与OH－结合生成
2
Mg(OH)2沉淀的反应，离子方程式：Mg2＋＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Mg(OH)2↓。 (3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O， ＋ 该反应实质上是 Mg(OH)2 与 H 反应生成Mg2＋与H O，离子方程式：Mg(OH)
1.能否采用直接电解Mg(OH)2的方法来制镁？
【提示】 不能。Mg(OH)2受热易分解生成MgO。而氧化镁耐高
温，熔点很高，电解耗能太大，反应要求的条件也高。
二、镁的性质
1．镁的物理性质 镁是 银白色 是电和热的 的金属，密度较 小 (1.74 g·cm－3)，有较强的韧性、延展性、 良 导体。硬度、熔点、沸点介于钠、铝之间。 。由其结构可知，镁原子容易 失去 最外层
(3)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的电极为
阳极 ________________ ；与电源负极相连的电极附近溶液的碱性________( 变大 填“变
大”、“变小”或“不变”)；
(4)往Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操 DEC 填编号)。 作依次为________( A．蒸馏 B．燃烧 C．过滤 D．蒸发 E．冷却结晶
镁的工艺流程
镁的工艺流程
镁是一种重要的金属材料，具有较低的密度、良好的机械性能和优异的耐腐蚀性能，因此在航空航天、汽车制造、电子产品等领域有着广泛的应用。
镁的工艺流程主要包括矿石选矿、冶炼和精炼三个主要环节。
首先是矿石选矿。
镁的主要矿石有菱镁矿、莫来石、菱镁矿、白云石等。
在选矿过程中，需要将矿石进行破碎、磨矿、浮选等步骤，以提高矿石的品位和回收率。
矿石选矿的质量直接影响到后续冶炼过程的效果，因此选矿工艺的优化对于提高生产效率和降低成本非常重要。
接下来是冶炼过程。
镁的冶炼主要采用炼镁法和电解法两种工艺。
炼镁法是将镁矿石与石灰石或白云石等碱性矿石混合，在高温下还原制取金属镁。
电解法则是将氯化镁溶解在熔融的氯化钾中，通过电解制取金属镁。
两种方法各有优劣，具体选择取决于原料资源、能源成本、环保要求等因素。
最后是精炼过程。
镁的精炼主要包括真空蒸馏、电解铅法、气相炼镁等方法。
通过精炼过程可以去除镁中的杂质，提高镁的纯度
和质量。
精炼过程对于提高镁的机械性能和耐腐蚀性能起着至关重要的作用。
在镁的工艺流程中，需要注意控制生产过程中的温度、压力、气氛等参数，确保产品的质量稳定。
此外，还需要重视环保和安全生产，减少废气、废水的排放，确保生产过程安全可靠。
总的来说，镁的工艺流程是一个复杂而严谨的过程，需要多方面的技术和经验的积累。
只有不断优化工艺流程，提高生产效率和产品质量，才能更好地满足市场需求，推动镁材料产业的发展。
玛格尼法生产金属镁工艺简图
玛格尼法
Al2O3·nH2O
MgCO3+CaCO3
这种方法是在1960年前后由Pech iney 铝业公司发展起来, 不久就成为美国西北部制取镁合金的主要方法。
它的主要特点是在反应炉中采取电加热, 反应器内温度范围在1300~1700℃, 炉内所有的物质都为液态。
之所以采用这么高的温度, 主要有两方面原因。
首先是进行还原反应的需要；其次, 为了保持反应器内部在较大的进料情况下, 仍能具有真空度为0.266~13.3kPa。
反应过程中还要不时地加菱镁矿来提高反应温度。
玛格尼法生产周期为16~24 h, 镁蒸气以气态或者液态富集在冷凝装置中。
根据装置大小, 生产能力有所不同, 一般为日产3~8 t，而每生产1t镁需要消耗7t原料。
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• 镁在CO2中燃烧的实验步骤： • ①取一段镁条，用砂纸打磨，观察镁的颜色。 • ②点燃酒精灯，用坩埚钳夹住镁条，点燃后，伸 入盛有CO2的集气瓶中。 ①燃着的镁条在CO2中继续燃烧， • ③观察实验现象。 产生耀眼的白光
②产生大量白烟 ③瓶壁有黑色固体附着
2Mg＋CO2
2MgO＋C
三、镁的用途
C、MgCl2 ══ Mg+Cl2↑
D、Mg(OH)2 ═ MgO+H2O 3.用于飞机制造业的重要材料是（ C） A．不锈钢 C．Mg—Al合金 B．Cu—Sn合金 D．Al—Si合金
高温
通电
1.海水提镁
海水 镁的化合物富集 镁
分散的氯化镁
氯气
石灰乳
盐酸
电解 镁的化合物
氯化镁
沉淀
氢氧化镁
形成什么沉淀?
室温下镁的化合物的溶解度 （g/100g H2O）
物质 MgCO3 MgSO4 33 MgCl2 54 Mg(OH)2 0.0029
形
溶解度 0.01
返回
选用何种沉淀剂
氢氧化物的选择
氢氧化钠
PK
氢氧化钙
怎么由贝壳制备沉淀剂？
贝壳(CaCO3)→ CaO →Ca(OH)2
石灰乳代替澄清石灰水 --------提高吸收效率
可与其他金属构成合金。镁铝合金Fra bibliotek强度高，机械 性能好。有“国防金属”的美誉。
2、镁的化学性质
预测： 1、镁与酸反应 2、镁与非金属单质反应（O2） 1）与酸反应：
Mg＋H2SO4＝MgSO4+H2↑
2）与非金属单质反应（O2 、N2） Mg＋O2 3Mg＋N2 2MgO Mg3N2
3)镁与CO2的反应
点燃 点燃
点燃
D
1.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原 料。工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却， 下列可作为冷却气体的是（ C ）
①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2 A、①② B、②③ C、③④ D、④⑤
2下列化学反应，在从海中提取金属镁的过程 中，不会涉及的是（D ）
A、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓ B、Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O
浓缩得MgCl2﹒6H2O 在一定条件下加热脱水
返回
氯化镁电解方程式
• 电解熔融的氯化镁可以得到金属镁：
MgCl2 = Mg + Cl2
通电
产生的氯气怎么办？
返回
贝壳（CaCO3） 盐酸 MgCl2
煅烧
水
海水 石灰乳 Mg(OH)2 Mg
生石灰
结晶 过滤 干燥
电解
1、镁的物理性质：
银白色金属，密度小，硬度小，熔点低。
专题二 从海水获得的化学物质
镁的提取及应用
用镁合金做车架的捷安特自行车
奥迪轿车镁合金外壳
镁的存在形式
地壳
海水
镁矿石
氯化镁
海水中部分元素浓度图
20 18 16 14 12 g/L 10 8 6 4 2 0 氯 钠 镁 钾 溴 碘 钙 硫
海水中镁的总储量约为1.8×1015 t
氯化镁形成沉淀分离出来
1、镁合金：火箭、导弹、飞机的部件。 2、信号弹、焰火。 3、氧化镁――熔点2800℃，被用做耐高温材料。
思考： 1、由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？如 何灭火？ 不能，应该用沙子灭火 2.镁在空气中燃烧后的产物有哪些？
2Mg+O2===2MgO 2Mg+CO2===2MgO+C 3Mg+N2===Mg3N2
返回
如何由镁的化合物制取镁
• 还原法 镁比较活泼 此法不可行
联想钠的制取-----
电解
返回
返回
选取哪种镁的化合物来进行电解？
常见镁的化合物的熔点
物质 MgO MgSO4 MgCl2 Mg(OH)2
熔点（℃） 2800
1124
712
350(280℃ 时分解)
如何制得无水MgCl2 ？
盐酸
• 氢氧化镁 无水氯化镁