有色金属冶金学6-镁冶金

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1、第2章镁冶金ExtractiveMetallurgyofMagnesium2.1概述(Introduction)2.1.1炼镁的历史与现状(History&Status)有电解法和热还原法两种生产工艺1755年英国人D.Black正式确定元素镁的存在1808年英国医生Hunp从利泻盐（MgSO4）中制备镁汞齐1828Brutus和A.Bussy钾蒸气还原融熔氯化镁制取纯镁1833Faraday电解融熔氯化镁镁的工业生产，开始于1853年——化学家Bunsem在磁坩埚中电解无水氯化镁生产出纯镁和氯气1886年

2、德国Bremen市郊建厂，采用电解无水光卤石1907年德国法兰克福电化学公司大规模生产Mg-Al、Mg-Zn，扩大了镁在航空、汽车的应用；1919年道屋化学公司（美国）采用含水氯化镁经脱水然后电解1923年I.G.染料公司（德国）用菱镁矿加碳氯化然后电解法十九世纪初，电解熔融氯化镁具有工业规模，使得镁成为工业金属1886德国镁工业生产电解法20世纪60年代，法国发明半连续热还原法，我国从上世纪50年代开始镁工业生产。热还原法：1913年开始研究，1924年由安吉平等（俄国）完成。1941年Pidgeom（皮

3、江，加拿大）建立了硅铁还原白云石的试验工厂，获得成功，称之为皮江法炼镁。随后，加拿大政府在安大略白云石矿附近采用皮江法建厂，1942年投产。1947年法国开始研究连续生产的硅热法，1959年第一台熔渣导电半连续还原炉投产，1964年开始工业生产。碳热还原：30～40年代进行过，二战期间美、英曾生产，但中间产品——镁粉易燃、易爆，1947年停产，至今未采用。中国：旧中国没有镁工业，日本侵占东北时期建立过电解法镁厂、碳化钙还原镁厂，1943年-1945年共产镁700吨，主要运往日本，战后设备全部破坏。一五期间，

4、苏联援建菱镁矿氯化、电解工艺，1957年投产（抚顺）。60～70年代曾开展卤水脱水、电解、小型硅热还原试验。1980年前后全部停产（规模小、工艺、设备不完善）镁生产方法：电解法、热法2000年，全世界镁产量45万吨，中国20万吨。在世界范围内，电解法炼镁占主导地位，2000年电解法产量占60%，而我国，热法占主导地位，97%。电解法生产厂家：中国民和镁厂0.7万吨挪威/加拿大海德鲁镁厂8.5美国镁公司4以色列死海镁厂3乌克兰扎波罗什镁钛联合企业1乌克兰卡卢什化冶联合企业3.6俄罗斯索利卡姆斯克镁厂1.7俄罗

5、斯阿威斯玛镁厂1.7加拿大太密克镁厂0.8哈萨克斯坦乌斯基镁钛联合企业0.3山西:13.11万吨宁夏:2.15吉林:1.42河南:1.25河北:0.51目前产能超过1.5万吨的企业及其产能(万吨)闻喜银光镁业公司2.0太原同翔镁业公司1.7吉林临江镁业公司1.6太原易威镁业公司1.5中国热法生产主要省区及其产量:我国镁的消耗量2000年为2.55万吨2.1.2镁的性质和用途镁的物理性质银白色、密排六方（h.c.p）结构密度:20℃1.738g/cm3熔点：650℃沸点：1107℃镁的化学性质A、与氧的亲和力

6、大，其表面易被空气氧化；镁在其熔点以上易在空气中燃烧，发出眩目的白光。B、与冷水发生缓慢反应，与热水和酸类发生强烈反应生成氢气和相应镁化物，与氢氟酸反应因生成氟化镁膜而中止。C、镁与氢发生反应生成氢化镁，被用于储氢合金的开发（Mg2Ni）。D、与TiCl4反应：金属钛生产的方法E、腐蚀性：（1）化学腐蚀：耐碱（PH>10.2)、不耐酸（低浓度和高温的氢氟酸除外）(2)土壤腐蚀：耐粘土腐蚀，有氯化物时腐蚀厉害（3）电化学腐蚀：牺牲阳极镁的用途金属镁无磁性。抗冲击而不产生火化，良好的导热、散热性能，不易破裂，可

7、以通过阳极氧化、染色，较好的疲劳强度、减震性能。A、铝合金中的合金元素42.9%;B、镁合金的压铸件30.5%;C、冶金14%；E、球铁的球化剂3.1%;F、电化学工业2.8%;J、其他2%镁和镁合金成为现代汽车、电子、通信等行业的首选材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。2.1.3镁的矿物原料在地壳中质量分数平均2.5%,是地壳中第六种蕴藏量最丰富的金属.几种重要的炼镁原料A、碳酸盐白云石MgCO3·CaCO3,13%Mg菱镁矿MgCO3,28%MgB、氯化物光卤石MgCl·KCl·6H2O,9%Mg水

8、氯镁石MgCl·6H2O,12%MgC、氢氧化物水镁石Mg（OH）2，42%MgD、硅酸盐蛇纹石3MgO·2SiO2·2H2O26%Mg2.2热法炼镁2.2.1原理硅铁合金(含75%Si）在高温和减压下还原白云石中的MgO，得到纯镁和二钙硅酸盐渣的反应是：2(CaO·MgO(s）+Si(Si–Fe)(s）=2Mg(g）+2CaO·SiO2(s）Si+O2=SiO22Mg+O2=2MgO2MgO+Si=2Mg+Si