最新第十五章镁冶金课件ppt.ppt

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1、第十五章镁冶金15.1概论15.1.1镁的性质镁是银白色轻金属。在20℃时的相对密度为1.74，为铁的2/9，铝的2/3。是最轻的金属结构材料。镁属密集的六方晶格。在元素周期表中为第Ⅱ主族无素，原子序数12，原子量为24.305，化合价2。15.1概论镁的一些物理化学常数如下：摩尔体积，cm213.99相对密度1.74(20℃),1.55(700℃)原子半径,Nm0.162离子半径,Nm0.074熔点，℃650沸点，℃110725℃时的熵S0,J/(mol·K)32.66±0.0815.1概论各种氯盐，特别是CaC

2、l2及MgCl2对镁的腐蚀性很强。因为它们在空气中会潮解生成盐酸而使镁腐蚀。镁能还原多种金属化合物而制得相应的金属。镁无毒性，无磁性，导热性好，可进行阳极氧化并着上美丽的颜色。15.1概论15.1.2镁的用途镁是铝合金的一个重要组分，它能提高铝的机械强度，改善其机械加工性能及耐碱腐蚀的能力。当今世界上的有50％的镁用于制造铝镁合金。15.1概论镁合金按加工方式分为铸造镁合金及变形镁合金两大类，按性能则可分为高强度合金、耐热合金及耐腐蚀合金三种。合金的性能主要由其组分及其含量决定。镁合金的优点是单位质量的机械强度大，

3、消震性能好，易切削加工等。在汽车、航空、航天等工业部门，用镁合金代替部分钢材或铝材，可大幅度减轻机体自重，节约能耗和增加速度。15.1概论近期镁合金在汽车工业上的用量增长很快，主要用它铸造汽车的发动机及传动装置的零部件，用镁合金代替铝合金制作手提工具，操作轻便，且造价可以降低。在电机工业中，也广泛用镁合金制造电动机。在纺织工业中，用镁合金制造纺织机的传动零部件，能够减轻振动和降低噪音，并节约电能。15.1概论在冶金工业上，由于镁对卤素及氧的亲和力强，镁是生产钛、铍、锆、铪、铀等金属的还原剂，又是生产球墨铸铁的球化剂

4、。近年来钢铁工业用镁粒代替碳化钙脱除钢水中的硫，以制得优质钢，镁在此领域中的用量增长相当快。15.1概论在化学工业上，应用镁的格里纳德(Grignard)反应，通过合成可以制得多种复杂的有机化合物。在电位序中，镁的电极电位比铁和铝更负。镁广泛被用来制作化工容器、地下管道，以及船体的防腐蚀部件。镁的燃烧特性则使之用于爆破装置、照明弹、燃烧弹及焰火等等的生产。15.1概论此外，核动力装置的燃料电池。近代电子计算机技术及无线电技术领域，也使用镁及镁合金。其数量虽然不多，但它促进了高纯镁及新型镁合金的生产。15.2炼镁原料

5、15.1.2炼镁原料镁是地壳中分布较广的元素，占地壳量的1.9％，仅次于氧、硅、铝、铁、钙和钾，居第八位。在结构金属中则次于铝和铁而居第三位。在已知的1500种矿物中，含镁矿物即占200种左右，在地球上几乎到处都可以找到镁的矿物。15.2炼镁原料镁的化学性质活泼，在自然界仅以化合物的形式存在。镁矿物大致可分为硅酸盐、碳酸盐、氯化物及硫酸盐四大类，多属地壳造岩矿物。少部分的氯化镁及硫酸镁，以溶解状态存在海水、盐湖水及地下盐卤中。海水所含的镁占地壳总镁量的3.7％。主要镁矿物列于下表中。15.2炼镁原料15.2炼镁原料

6、镁矿物的种类虽多，但目前生产金属镁的主要原料却只是海水、盐湖水、地下盐卤、光卤石和菱镁矿、白云石等天然资源。钾碱工业的废液（卤水），含MgCl2达30%，也是炼镁的良好原料。硫酸盐及硅酸盐目前尚未用于炼镁。15.2炼镁原料15.2.1菱镁矿属碳酸盐矿物，分子式为MgCO3，理论上含MgO47.82%。绝大部分是结晶形菱镁矿矿床，矿体大，矿石有玻璃光泽，多呈白色或淡黄色、浅灰色。硬度为3.5～4.5，密度为2.8～3.1g/cm3。除结晶形外，还有少量的无定形菱镁矿矿床，无定形菱镁矿无光泽，断口呈棱角状、SiO2含量

7、比结晶形的高。15.2炼镁原料我国辽宁省拥有世界上最大的菱镁矿矿床，矿石的质量高，MgO含量在45～46％以上，有害杂质SiO2低于1％，Fe2O3＋Al2O3也低于1%。我国山东省和河北省也有菱镁矿矿床，可以作为炼镁的原料，前苏联、朝鲜、印度、奥地利和捷克也拥有大型菱镁矿矿床。15.2炼镁原料15.2.2白云石白云石是碳酸镁和碳酸钙的复盐，分子式为MgCO3·CaCO3，理论上含MgO21.8%；CaO20.4%；CO248.8%。白云石也有结晶形和非晶形两种。白云石的硬度为3.5～4.0，密度为2.86g／cm

8、3，因所含杂质不同而具有不同颜色。白云石的分布极广，几乎各国都有。我国白云石资源丰富，质量优良，产地几乎遍及各省。15.2炼镁原料白云石是硅热还原法炼镁的原料。而用作电解法炼镁的原料时，则是先与海水（或含MgCl2的卤水）作用制成MgO，而后氯化为MgCl2进行电解制得镁。用于硅热法炼镁的白云石，要求有害杂质SiO2＋R2O3的含量不大于2.5%，碱金属氧化