根据资源和种类不同,生产镁的种类有两大类,即氯化熔盐电解法和热还原法。
一、电解法
氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。其中后者以最大的难点是如何去除MgCl2.6H2O中的结晶水,生成MgCl2.3/2H2O。但MgCl2.3/2H2O在空气中加热时很容易发生水解反应,生成不利于电解过程的杂质,如Mg(OH)2。电解法生产镁的工艺很多,但基本原理相同,其中最有代表性的有DOW工艺、I.G.Farben工艺、Magnola工艺等。
二、热还原法
根据还原剂不同,又分为硅热法、碳化物热还原法和炭热法,其中后两种在工业上较少采用。硅热法又分为外热法和内热法。采用硅铁还原氧化镁生产金属镁的工艺有Pidgeon工艺(皮江法)和Magnetherm工艺。皮江法工艺属于外热法,马格内姆工艺属于内热法,根据生产的连续性又分为间歇式和半连式。皮江法工艺和马格内姆工艺应用极为广泛。
镁生产热还原法之Pidgeon皮江工艺
1941年加拿大科学家皮江(L.M.Pidgeon)教授发明了一种硅热还原炼镁工艺,称为Pidgeon工艺。该工艺将煅烧后的白云石和硅铁按一定比例配比磨成细粉,压成团块,装在由耐热合金制成的蒸馏器内,在1423-1473K及0.01-0.1Torr(1Torr=133.322Pa)条件下还原得到镁蒸气,冷凝结晶成固态镁,再熔成镁锭。其还原反应为2(CaO.MgO)固+Si(Fe)固=2Mg气+2CaO.SiO2固+Fe(Si)固该工艺投资少,产品质量高,但不能连续生产、成本比电解法的高。加拿大、中国和印度均建有采用Pidgeon工艺生产镁的大厂,特别是近年来国内很多大中小型企业均采用Pidgeon工艺生产镁,使原镁产量急剧增加。
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