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金属镁被用于不同的市场和应用，利用该元素及其合金的独特物理和机械性能。镁的使用每年都在增加，因为其轻质特性被用来减轻重量、提高燃料效率和减少温室气体排放。但是，镁是如何被提取的？ 本文介绍了三种镁的提取方法：水平皮江法、垂直皮江法和铝热还原法。 1、水平皮江法 1941年，加拿大Dominion Magnesium的Pidgeon博士开发了皮江工艺。热工艺的化学反应相对简单，包括白云石的分解和氧化镁的还原。白云石的分解或煅烧涉及在高温下的内热化学反应。 MgCO3.CaCO3 → MgO + CaO + 2CO2 根据白云石所需的物理特性，煅烧温度可以从780到1450℃不等，煅烧条件会影响还原反应。 然后将煅烧后的白云石与还原剂（通常是硅或铝）混合，并在大约1150至1400℃下加热。在大约3到10帕的低压下，白云石中的氧化镁还原成金属镁，金属镁以气体的形式从反应区逸出，在降低的温度下被捕获。 2MgO + 2CaO + Si → 2Mg + CaO.SiO2 3MgO + 2CaO + 2 l →3Mg + 2CaO.l2O3 碱土氧化物通过硅的还原在理论上是按照方程式进行的: 2MO(S) + Si(s) = SiO2(s) + 2M(g) (I) 该反应是可逆的。一般来说，在允许的温度下，它从右向左进行，并释放出热量，而在高温下从左向右进行，并吸收热量。然而，这个简单的方程式并没有被遵循，总是会发生二次反应，其中产生的二氧化硅与一定量的未反应的碱土氧化物结合，形成硅酸盐。因此，当按照上述反应使用理论上的反应混合物时，只有1摩尔的氧化物从2摩尔的金属氧化物和1摩尔的硅中还原出来，并形成1摩尔的金属，而1/2摩尔的硅仍未使用。为了完全利用还原剂，必须要有两倍于公式中所示的氧化物的量。 4MO(s) + Si(s) = 2MO.SiO2(s) + 2M(g) (II) 一般来说，当二元硅酸盐2MO.SiO2已经形成时，反应的情况。事实表明，在碱土氧化物-二氧化硅的体系中，最好是形成二元硅酸盐。因此，在MgO的情况下，反应遵循方程式（II），其中Mg代替M。这种由还原剂还原的碱土氧化物方法产生的挥发性金属和非挥发性氧化物被称为1878年初。
热还原过程进行如下。 1. 将白云石煅烧成白云石。 2. 将白云石与还原剂，如硅铁混合。 3. 将白云石-还原剂混合物在真空下的容器中加热。 4. 凝结出的镁蒸气。 5. 熔化、合金化和铸造冷凝的镁。 2、垂直皮江法 垂直皮江法是一项相对较新的技术，与水平皮江法相比具有许多优势。中国的一些机构已经将垂直工艺带入了工业规模。用这种方法，甑子被安装在炉子的垂直位置，通过重力自动加载和卸载材料的功能，配备一个匹配的机器，采取现代化的控制技术来监测材料变成原镁和卸载熔渣。同时，它利用炉渣的余热对材料进行预热；垂直工艺被认为是环保的，热应用率高，这也确保了镁生产的自动化、机械化和降低劳动强度。
与传统的水平工艺相比，垂直工艺有以下优点。 单位甑子的生产能力从每个甑子25-30公斤增加到65-70公斤。立式蒸馏器的加热效果好，所有材料在蒸馏器中均匀地富集。甑内温度场分布均匀，有利于还原过程，并可适当扩大甑内容积。 辅助生产周期每周期缩短至少1小时，即每年总共缩短600小时。这意味着产能和能源效率提高了约8%，因此。 重力工作有上部进料和底部排渣，配备适当的设备，实现排渣和原镁的机械传输。它通过现代控制技术自动排渣、破真空、开甑、取镁模，可大大缩短辅助生产周期，减少劳动力需求。 立式皮金工艺提高了还原甑的使用寿命。缩短了装料和出渣的时间，并对物料进行预热。罐体温度急剧上升和下降的现象得到了缓解，还原甑的使用寿命得到了提高。通过改进甑子的合金成分，可以实现最低限度的维护。因此，可以通过与第三方签订回收合同来取代回收甑子的额外车间。 材料的装载、矿渣的卸载、原镁的取出可以通过机械设备和重力完成；因此，可以减少劳动强度。 3、铝热还原
白云石清洁镁冶炼的新工艺有两部分。首先是白云石的钙镁分离综合利用新工艺。该工艺生产的碳酸镁是镁冶炼的原料。这个阶段解决了白鸽法还原渣不能综合利用的问题。二是利用铝热还原法，这是一种新的镁冶炼工艺，解决了传统镁冶炼的废气残留问题，采用了当今最先进的微波加热技术。 第一部分：白云石钙镁分离综合利用新技术 在二次加压碳化法的基础上，对该厂的新工艺布局进行了优化。首先，对白云石煅烧设备进行了改进，然后对后续工艺条件进行了优化和改进，取消了二次加压碳化工段。化繁为简，碳化效率大大提升，产品质量更好。同时，整个过程完全实现了无废气、无废渣、无废水排放的清洁生产新工艺。 第二部分：热石还原法炼镁新技术 热石还原法。镁生产技术的原理，在真空条件下，用金属铝作为还原剂，还原氧化镁，制备金属镁，副产品镁铝尖晶石。其制备过程包括原料混合过程和真空冶炼过程。 与鸽子法相比，该技术中的还原材料总量减少了50％以上。能源消耗减少约54%，二氧化碳尾气排放接近于零；尖晶石粉作为副产品可以作为产品出售，不产生废渣。该工艺完全符合高效、节能、清洁、环保的要求。 结论 在过去的20年里，尽管有一些中断，但世界金属镁的生产一直处于强劲增长期。自2002年以来，全球一级和二级总产量已从估计的63万吨增加到略高于110万吨，或累计年增长率（CAGR）为5%。 由于涉及巨大的资本成本，新的电解厂产能可能仍然很小。建设新的热电厂产能更有可能，通过皮江或替代工艺生产厂或通过优化皮江工艺厂的原料生产方法创新来实现。 |
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