(轻金属冶金学1-1)镁冶金学第一讲----概论精选.ppt

●　氯化镁水合物的脱水方法简介 （1）　氯化氢保护气氛下脱水 氯化氢保护气氛下脱水基于以下两个反应 : ＭｇＣｌ2 +Ｈ2O = ＭｇＯＨＣｌ+ＨＣｌ及 ＭｇＣｌ2 +Ｈ2O = ＭｇＯ +2ＨＣｌ 在一定温度下反应体系内维持适当的氯化氢浓度就能避免氯化镁水解或使水解降至最低程度。 （2）　氯气熔融氯化脱水 与ＨＣｌ保护气氛下脱水相比 ,氯化脱水以少量氯气和石油焦的消耗为代价 ,避免了前者流程中的盐酸解析过程和大量ＨＣｌ气体在系统中的循环 ,过程大大简化 ,但熔融氯化脱水的环境条件显得差一些。这主要是由于氯化炉出料不可能在密闭系统中进行。 无水氯化镁制备 无水氯化镁制备 （3）　氯化氢熔融氯化脱水 氯化反应为 :ＭｇＯ +2ＨＣｌ=ＭｇＣｌ2 +Ｈ2Ｏ 这里ＨＣｌ既起氯化作用 ,又起抑制氯化镁水解的作用。由于干燥粒料含ＭｇＯ及Ｈ2 Ｏ很低 ,因此氯化及保护作用所需的ＨＣｌ用量低 ,这是该工艺的又一特点。 （4）　铵光卤石脱水 先制备铵光卤石 (MgCl2 ·NH4Cl·6Ｈ2Ｏ)后加热脱水，其机理： MgCl2 ·NH4Cl·6Ｈ2Ｏ→MgCl2 ·NH4Cl·2Ｈ2 (183.5℃) →MgCl2 ·NH4Cl(244.6℃)→(342.9℃)MgCl2 (342.9℃) （5）　有机溶剂络合与氨螯合脱水 ※有机溶剂络合脱水基本原理（以戌醇作溶剂） MgCl2 ·6Ｈ2O +6Ｃ5Ｈ11OH = MgCl2· 6Ｃ5Ｈ11OH + 6Ｈ2O, MgCl2· 6Ｃ5Ｈ11OH = MgCl2 + 6Ｃ5Ｈ11OH （加热） 。 ※以有机溶剂络合与氨螯合脱水原理： 先完成上述第一反应 ,接着 MgCl2· 6Ｃ5Ｈ11OH +6ＮＨ3 = MgCl2·6ＮＨ3 + 6Ｃ5Ｈ11OH, MgCl2·6ＮＨ3 = MgCl2+6ＮＨ3（加热）。 后一方法 ,氯化镁的水解程度更低 ,因而无水氯化镁产物中氧化镁及水含量较低。 无水氯化镁制备 四、炼镁的方法简述 四、炼镁的方法简述 炼镁方法的发展 ▲炼镁方法的发展 ●第一阶段——化学法 1808年，英国科学家H.戴维从氯化镁中分离出了金属镁；1929年法国科学家A,布西用钾、钠蒸气还原熔融氯化镁得到了金属镁；到了19世纪60年代，英国和美国才开始用化学法得到了多一点镁，此阶段经历了78年（1808-1886），但没形成工业生产规模。 ●第二阶段——熔盐电解法 1830年英国科学家M.法拉第首先用熔盐氯化法制得了纯镁；1852年P.本生在实验室范围内对此法进行了详细的研究；到1886年在德国开始了镁德工业生产；1909年开始，电解氯化镁成为了工业生产镁的第一大方法。 * 主要内容： 1，概述 2，硅热法炼镁 3，电解法炼镁 4，粗镁的精炼 主要参考书目： 1，硅热法炼镁生产工艺学（中南大学出版社，2003，徐日瑶主编） 2，金属镁生产工艺学（中南大学出版社，2003，徐日瑶主编） 3，镁电解生产工艺学（中南大学出版社，2006，张永健主编） 教师联系方式：周向阳，冶金馆308，8836329镁冶金学 主要内容： 第一讲：概 论 1，镁的基本特性 2，镁的消费结构 3，炼镁的主要原料 4，炼镁的方法简述 一、镁的基本特性 一、镁的基本特性 基本特性 基本特性 元素符号：Mg; 第2族，第3周期；地壳中储量第8， ( OSiAlFeCaNaKMg)； 原子序号：12； 相对原子量：24.305； 存在3个自然同位素，质量数分别为23.985、24.986和25.983 ； 镁粉、镁丝和镁薄在空气中加热时容易燃烧，燃烧时发出耀眼的白光。 基本特性 Colour: silvery white 镁在室温下为稳定的固态 ； 空气中容易氧化成灰色。 碱土轻金属，密度比铝轻1/3，只有铁的2/9； ▲电子特性—— 电子云排布 :1S22S22P63S2 价电子排布式为3s2； 镁的离子价态通常为+2价； 基本特性 ▲晶体结构特征—— 近乎完美的密排六方结构 （hcp) 基本特性 ▲熔点和沸点—— △标准大气压下，熔点为（650+1）℃；在镁中添加Pb、Al和Sb等元素将提高其沸点，而添加Zn和Cd等元素则会降低镁的沸点。 △标准大气压下的沸点为（1360+1）℃； 随压力的增加，镁的熔点逐渐升高。 △密度—— 密度小，1738 kg m-3 (20 ℃ )； △蒸气压——215.95Pa(627℃),