有色冶金原理镁一

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1、有色金属冶金学Non-ferrousMetallurgyMagnesiumMetallurgy镁冶金（一）11808年英国医生Davy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

2、（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。2.1概述(Introduction)22.1.2镁的性质和用途纯镁是银白色的金属，硬度小。熔点650℃。沸点1107℃。密度1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。金属镁无磁性，有较强的韧性、延展性，有良好的导电、导热性、阻尼性、减振性、切削加工性。其减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。镁合金的比强度高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当,耐磨

3、性能优于低碳钢和压铸铝合金。3镁的化学性质A、与氧的亲和力大，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4镁的用途金属镁无磁性，抗冲击而不产生火花，具有良好的导热、散热性能，不易破裂，可以通过阳极氧化、染

4、色，抗疲劳强度和减震性能较好。镁合金单位质量的机械强度大，消震性能好，易于切削加工，且造价低廉。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”。52.1.3RawMaterialsandProductionProcesses1、RawMaterials62、ProductionProcessesItispossibletodividethemagnesiumproductiontechnologiesintotwomaintypes：(1)氯化镁熔盐电解法(Electrochemicalmethods)：包括氯化镁的生产和电解制镁两大过程。根据氯化

5、镁制取工艺的不同，可分为DOW工艺、I.G.Farben工艺、Magnola工艺等。78(2)热还原法(ThermalReductionMethods)：利用某种还原剂从含镁化合物中还原制得金属镁。根据还原剂的不同，又分为硅热法(如皮江法)、碳化物热还原法和碳热法。特点：可作为原料的天然矿物资源种类多，分布广，易获得；可利用电、油、天然气等多种能源进行生产；工艺过程简单，投资少，建厂速度快；生产过程不产生有毒废弃物，对环境污染小。缺点：产能低，机械化程度差，所用还原剂价格贵。在国外，电解法镁产量占镁的总产量约80%在国内，则是热法占主导地位，占了97%。9热还原法：1913年开始研究，

6、1924年由安吉平等（俄国）完成。1941年Pidgeom（皮江，加拿大）建立了硅铁还原白云石的试验厂并获得成功，称为皮江法炼镁。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，苏联援建菱镁矿氯化

7、、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）10112.2MagnesiumElectrolysis2.2.1PreparationofMagnesiumChlorideSaltsfromNaturalRawMaterials(1)DOWProcess(美国)——海水(2)AmaxProcess(美国)——盐湖水(3)NorskHydroProcess