有色冶金原理
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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
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%。
有色冶金原理
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2.1.3 Raw Materials and Production Processes
1、Raw Materials
有色冶金原理
6
2、Production Processes
It is possible to divide the magnesium production technologies into two main types：
有色冶金原理
9
热还原法：1913年开始研究，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。
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,耐磨性能优于低碳钢和压铸铝合金 。
有色冶金原理
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。
有色冶金原理
13
1 菱镁矿煅烧生产氧化镁 对于煅烧所用的矿石，要求其中的MgO>45%，
SiO2<1.2%，CaO<1.5%。 菱镁矿煅烧的实质是碳酸盐的分解：
碳酸镁分解反应自由能及分解压与温度关系：
用于生产氯化镁时，煅烧温度一般不超过
800℃，此时得出的氧化镁化学活性较好，
有利氯化反应
有色冶金原理
(3）电化学腐蚀：牺牲阳极
有色冶金原理
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”。
有色金属冶金学
Non-ferrous Metallurgy
Magnesium Metallurgy 镁冶金（一）
有色冶金原理
1
2.1 概述(Introduction)
1808年 英国医生Davy从利泻盐（MgSO4）中制备镁汞齐 1828 Brutus和A.Bussy 钾蒸气还原融熔氯化镁制取纯镁 1833 Faraday 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（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
(1) 氯化镁熔盐电解法(Electrochemical methods)：包括氯化镁的生产和电解 制镁两大过程。根据氯化镁制取工艺的 不同，可分为DOW工艺、I. G. Farben 工艺、Magnola工艺等。有色冶金原理7有色冶金原理
8
(2) 热还原法(Thermal Reduction Methods)：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。
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、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）
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。
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2.1.2 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%。
镁 (4)氧化镁氯化法(中国)——氧化镁
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氧化镁的生产及其氯化
氧化镁既可用于制取电解炼镁所需的无水氯化 镁，又可用于热还原法直接生产金属镁。作为 炼镁用的氧化镁，要求具有较高的纯度及良好 的化学活性；而对于热还原的氧化镁，还要求 能充分排出其所含的H2O和CO2。 目前，生产氧化镁的主要方法是菱镁矿煅烧法 和氢氧化镁法。
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2.2 Magnesium Electrolysis
2.2.1 Preparation of Magnesium Chloride Salts from Natural Raw Materials
(1)DOW Process(美国)——海水 (2)Amax Process(美国)——盐湖水 (3)Norsk Hydro Process(挪威)—氯化
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
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%。
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2.1.3 Raw Materials and Production Processes
1、Raw Materials
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6
2、Production Processes
It is possible to divide the magnesium production technologies into two main types：
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热还原法：1913年开始研究，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。
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,耐磨性能优于低碳钢和压铸铝合金 。
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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。
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1 菱镁矿煅烧生产氧化镁 对于煅烧所用的矿石，要求其中的MgO>45%，
SiO2<1.2%，CaO<1.5%。 菱镁矿煅烧的实质是碳酸盐的分解：
碳酸镁分解反应自由能及分解压与温度关系：
用于生产氯化镁时，煅烧温度一般不超过
800℃，此时得出的氧化镁化学活性较好，
有利氯化反应
有色冶金原理
(3）电化学腐蚀：牺牲阳极
有色冶金原理
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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”。
有色金属冶金学
Non-ferrous Metallurgy
Magnesium Metallurgy 镁冶金（一）
有色冶金原理
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2.1 概述(Introduction)
1808年 英国医生Davy从利泻盐（MgSO4）中制备镁汞齐 1828 Brutus和A.Bussy 钾蒸气还原融熔氯化镁制取纯镁 1833 Faraday 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（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
(1) 氯化镁熔盐电解法(Electrochemical methods)：包括氯化镁的生产和电解 制镁两大过程。根据氯化镁制取工艺的 不同，可分为DOW工艺、I. G. Farben 工艺、Magnola工艺等。有色冶金原理7有色冶金原理
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(2) 热还原法(Thermal Reduction Methods)：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。
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、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）
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。
有色冶金原理
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2.1.2 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%。
镁 (4)氧化镁氯化法(中国)——氧化镁
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氧化镁的生产及其氯化
氧化镁既可用于制取电解炼镁所需的无水氯化 镁，又可用于热还原法直接生产金属镁。作为 炼镁用的氧化镁，要求具有较高的纯度及良好 的化学活性；而对于热还原的氧化镁，还要求 能充分排出其所含的H2O和CO2。 目前，生产氧化镁的主要方法是菱镁矿煅烧法 和氢氧化镁法。
有色冶金原理
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有色冶金原理
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2.2 Magnesium Electrolysis
2.2.1 Preparation of Magnesium Chloride Salts from Natural Raw Materials
(1)DOW Process(美国)——海水 (2)Amax Process(美国)——盐湖水 (3)Norsk Hydro Process(挪威)—氯化