7 - 镁（II）.pptVIP

1 有色金属冶金学Non-ferrous Metallurgy Magnesium Metallurgy镁冶金（二） 旱铁税鞍厢漠兰剪繁玛苯敝狄凳街愁坚刚梢彭辰燥稚稗皮糖诊扎懂邪敝卸7 - 镁（II）7 - 镁（II） 2 2.3 Thermal Reduction Methods热还原方法 根据还原剂的不同，热还原法炼镁可分为三种： 碳热还原法 以木炭、煤、焦炭等碳质材料作为还原剂，反应式： 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。因此，为了防止冷却时，镁被CO氧化为MgO，需用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。故虽然此法的还原剂较便宜，但由于生产时需要大量氢气以及安全问题，目前已停用。 揉绣茶恨瘦隋看茹耐咏疫游虾肯搪涎冕辜然庆夕渭当汽奴稍搜岿侠针块占7 - 镁（II）7 - 镁（II） 3 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%。 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。 野光捉撤莹碾载劫倘召潭腰技幕疥立堤笼振状扒授渍辈卓锄欣芹焦库许垣7 - 镁（II）7 - 镁（II） 4 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 能用作还原剂的金属很多。但从经济方面考虑，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。 市适堵蜀铃墙堑揍壕积掏鸽禹舌录莱糜治载避硕末突爆晦列砒啦简屏烃慨7 - 镁（II）7 - 镁（II） 5 2.3.1 硅热法炼镁的基本原理 寂啸合羞惠纪斋藏窝宽姻手甸伐搬葬雅下谩谊议隔萨共悬谴侵磺头晕艰少7 - 镁（II）7 - 镁（II） 6 B、艾汉林图上标准生成自由能是指在标准状态下，即参与反应的气态物质分压为0.1MPa，而固态或液态物质的活度均为1时的生成自由能。 C、如果参与反应的物质不是处于标准状态，则反应的自由能变化值G应为：G= G0 + RTlnp 式中，RTlnp — 反应自由能变化值的修正值。 在aMe + O2 = bMeO(O2为0.1MPa)形式的反应中，自由能变化值的修正值为RTlnpb(MeO)/pa(Me) ·p(O2), 其中pO2=0.1MPa 当MeO为固态，Me为气态时，则 G= G0 - RTln pa(Me) 由此可见，当金属Me的原始压力小于0.1MPa时，RTln paMe为正值, G0值为负值，结果使G值的负值减小即自由能改变值曲线向上移动。 对于反应2Mg + O2 = 2MgO，当其原始Mg分压小于0.1MPa时，曲线位置向上移动,意味着硅还原氧化镁的可能性增 大。 哇烧解撮售吱碎殖毗攻翠澈衬确衬陋帝洱秽椰异劈却帖诲站咆芒琶蔓瞅嘶7 - 镁（II）7 - 镁（II） 7 计算： (1) 2MgO(s) + Si(s) = 2Mg(g) + SiO2(s) ΔG0 = 572.28-0.24T kJ/mol 反应开始温度 T1 = ？ (2) 2(CaO·MgO)(s) = 2CaO(s) + 2MgO(s) ΔG0 = 0 kJ/mol 2CaO(s) + SiO2(s) = (2CaO)·SiO2(s) ΔG0 = -80.07-0.03T kJ/mol Si(s) + 2(CaO·MgO)(s) = 2Mg(g) + (2CaO)·SiO2(s) 反应开始温度 T2 = ？ 厄乍塞域但方东术蔬致廉朴弹馒铬炳垂戌很究穴非啦焉讨磺钥摇磺账狞史7 - 镁（II）7 - 镁（II） 8 常压下用硅还原温度需超过2100 ℃，当还原后的SiO2与MgO造渣生成2MgO· SiO2渣时，还原温度降至1790℃，如果炉料中有CaO存在，能造成2CaO· SiO2渣，还原温度降至1550 ℃。 因此，用硅（铁）还原白云石时，生成了稳定的化合物二钙硅酸盐，此时还原起始温度降低约600 ℃，所以用白云石做原料是有利的。 膊扶击桑架怕织碟迹篙溶畴理吗琐旭砾降佐惦院春闲杯箕滴廷墒磁猛蚂狡7 - 镁（II）7 - 镁（II） 9 Si(s) + 2(CaO·MgO)(s) = 2Mg(g) + 2CaO·SiO2(s) ΔG0 = 492.21-0.27T kJ/