有色金属冶金学第一篇轻金属冶金——热法炼镁(三)
有色金属冶金学 第一篇 轻金属冶金 —— 热法炼镁（三） 1
热还原法根据还原剂的不同，热还原法炼镁可分为三种：碳热还原法10以木炭、煤、焦炭等碳质材料作为还原剂，反应式：MgO+CMg +CO特点：此反应是可逆反应。标准状态下，温度高于1850℃反应向右进行；低于1850℃时则向左缺点：冷却时，镁易被CO氧化为MgO。措施：大量与镁不反应的中性气体(如氢气)将混合气体产物带出高温区急冷下来。2
2 一 热还原法 根据还原剂的不同，热还原法炼镁可分为三种： 1）碳热还原法 以木炭、煤、焦炭等碳质材料作为还原剂，反应式： 特点：此反应是可逆反应。标准状态下，温度高于1850℃ 反应向右进行；低于1850℃时则向左。 缺点：冷却时，镁易被CO氧化为MgO。 措施：大量与镁不反应的中性气体(如氢气)将混合气体产物带 出高温区急冷下来
·2）碳化物法其反应式为：MgO+CaC2-Mg+CaO+2C添加少量萤石(CaF，)粉能加速反应过程。反应在900~1100℃及100Pa下进行，镁的收率可达到65%。缺点：但由于CaC,的活性较低，又易吸湿，物料流量大等原因，此法目前也已停用
3 2）碳化物法 其反应式为： 添加少量萤石(CaF2 )粉能加速反应过程。反应在900~1100℃及 100Pa下进行，镁的收率可达到65%。 缺点：但由于CaC2的活性较低，又易吸湿，物料流量大等原因， 此法目前也已停用
3）金属热还原法用金属或合金作为还原剂的热还原过程。其反应通式mMgO+nMe=-mMg+Me,Om工业上主要用含Si75%的硅铁合金(Ferrosilicon）作还原剂此时硅铁中的硅起还原作用，铁不起作用。此时又叫做硅热法（SilicothermicProcesses）。在某些场合也用铝硅合金作还原剂，此时硅和铝都起作用
4 3）金属热还原法 用金属或合金作为还原剂的热还原过程。其反应通式 工业上主要用含Si75%的硅铁合金(Ferrosilicon)作还原剂， 此时硅铁中的硅起还原作用，铁不起作用。此时又叫做硅热 法(Silicothermic Processes)。在某些场合也用铝硅合金作还 原剂，此时硅和铝都起作用
我国主要是热法炼镁存在的问题：1）能耗高，资源消耗大。2）环境污染严重，“废渣+废气”几乎没有处理以牺牲资源与环境作为代价！5
我国主要是热法炼镁 存在的问题： 1）能耗高，资源消耗大。 2）环境污染严重,“废渣+废气”几乎没有处理 以牺牲资源与环境作为代价！ 5
二热法炼镁的基本原理基于的反应：2(MgO.CaO）（固）+Si（固）一→2Mg（气）十2Ca0.SiO,（固）该工艺主要包括：白云石熳烧成熳白：混料（白+硅铁）：压球;真空热还原等工序。皮江博士热法炼镁的创始人：
基于的反应： 2(MgO．CaO)（固）+ Si（固） 2Mg（气）十2CaO．SiO2（固） 该工艺主要包括： 白云石煅烧成煅白； 混料（煅白+硅铁）； 压球； 真空热还原等工序。 热法炼镁的创始人：皮江博士 二 热法炼镁的基本原理 6
2.1石硅热法炼镁的原料与燃料2.1.1硅热法炼镁的原料白云石作为硅热法炼镁用的白云石，不仅在化学组分上应满足工艺的要求，更重要的是在矿物结构上应满足冶炼过程的要求，因为白云石的化学成分和矿物结构对该工艺的各个冶炼过程有较大的影响
2.1 硅热法炼镁的原料与燃料 2.1.1硅热法炼镁的原料 ●白云石 7
1、白云石的化学组成白云石的化学组成理论上含21.8%Mg0、30.4%Ca0、CO247.68%。Ca0/Mg0=1.394（质量比）、CaO/MgO=1（摩尔比）。作为硅热法炼镁用的白云石化学组成上应满足如下要求：Mg019%~21%, Ca030%~33%, Si02<0.5%Fe203<0.5%，Al203<0.5%，Na20<0.005%K0<0.005%，Mn<0.0005%白云石中杂质含量偏高时，在白云石搬烧及球团真空还原过程中容易生成低熔点化合物，阻挡碳酸盐的分解及镁蒸气的逸出
1、 白云石的化学组成 白云石的化学组成理论上含21.8%MgO、30.4%CaO、 CO247.68%。 CaO/MgO=1.394（质量比）、 CaO/MgO=1（摩尔比）。 作为硅热法炼镁用的白云石化学组成上应满足如下要求： MgO19%~21%，CaO30%~33%，SiO2<0.5%， Fe2O3<0.5%，Al2O3<0.5%，Na2O<0.005%， K2O<0.005%，Mn<0.0005% 白云石中杂质含量偏高时，在白云石煅烧及球团真空还原过程 中容易生成低熔点化合物，阻挡碳酸盐的分解及镁蒸气的逸出。 8
白云石中的CaO与MgO含量应达到上述要求，如果自云石中MgO含量过高（大于22%MgO），CaO含量就偏低（小于30%CaO），在还原过程中就缺GaO，不能形成2CaO·SiO炉渣，原料中应添加CaO。反之白云石中CaO含量过高（大于33%CaO），MgO含量就偏低（小于19%MgO），还原过程中镁的产出率低，原料中应添加MgO。对于硅热法炼镁来说，为了简化工艺流程，要求白云石中CaO/MgO二1（摩尔比）。这就在工艺流程中可不考虑添加MgO或CaO
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2.自云石的矿物结构要求是晶粒细小、聚晶、格子晶格、网状结构，色泽为浅灰色。3、硅铁硅铁是硅热法炼镁的还原剂，其质量的好坏直接影响到还原效率。是否用纯硅作还原剂更好？4、萤石10
2.白云石的矿物结构 要求是晶粒细小、聚晶、格子晶格、网状结构， 色泽为浅灰色。 3、硅铁 硅铁是硅热法炼镁的还原剂，其质量的好坏 直接影响到还原效率。是否用纯硅作还原剂更好？ 4、萤石 10