有色冶金第5章 镁冶金.pptxVIP

有色冶金概论主讲人：14632铝电解 安全生产知识绪 论 氧化铝生产铜冶金5镁冶金目 录 5.1 概述5.1.1 镁的性质镁是银白色、柔软有光泽、延展性好的轻金属，具有比强度、比刚度高，导热导电性能好，并具有很好的电磁屏蔽性、阻尼性、减振性、切削加工性等。物理性质（3）镁与氧化物的反应镁与二氧化碳在高温下发生反应：2Mg+CO2=2MgO+C高温下，镁能夺取许多金属氧化物中的氧，这类反应成为钢铁用镁脱氧和镁热还原法生产许多金属的基础。（4）镁与卤化物的反应在高温下，SF6与镁发生化学作用，表面膜中有MgF2生成，使疏松的MgO膜转变成由MgO+MgF2组成的连续、致密的混合膜。因此，含SF6有防止镁溶液氧化燃烧的作用。（1）镁与单质元素的反应镁能直接或间接与电负性较高的非金属元素，如卤素、氧、硫、氮、磷、氢等形成相应的化合物。（2）镁与水的反应镁无论是固态还是液态均能与水发生反应，其反应方程式为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑Mg+H2O=MgO+H2↑（高温）（5）镁与含氧酸盐的反应Mg+M2CO3=MgO+CO2+2M(M为Li，Na，Rb，Cs)2Mg+MgSO2=2MgO+MgS这两种反应在镁电解过程中是有害反应。（6）镁与酸和碱的反应稀盐酸、稀硫酸及稀硝酸都可以使镁溶解；镁不溶于碱的水溶液，但在高温和氢气流中能与碱作用。化学性质金属镁无磁性，抗冲击而不产生火花，具有良好的导热性能，不易破碎，可以用于阳极氧化、电镀和染色，有较好的疲劳强度和减振能力。力学性能 5.1 概述5.1.2 镁的用途（1）合金元素（2）脱硫剂（3）球化剂（4）还原剂（5）储氢材料（6）牺牲阳极用途 5.1 概述5.1.3 影响镁应用的原因(1)镁是易燃金属。(2)镁是易蚀金属。(3)镁是稀缺金属。(4)镁是难成形金属。(5)镁是昂贵金属。原因 5.1 概述5.1.4 镁冶炼矿产资源（1）菱镁矿菱镁矿是碳酸盐矿物，其主要成分是MgCO3。理论上MgO含量为47.82%，CO2为52.18%，菱镁矿属于六方晶系，矿物有结晶形和无定形两种，晶型菱镁矿的特点是具有玻璃光泽，有时带有珍珠色泽，菱镁矿外观色泽为白色或淡黄色，但由于杂质数量和性质的不同，可能有各种各样的色泽，比如常含有CaCO3、FeCO3、MnCO3、SiO2等杂质，使得其颜色各种各样。作为炼镁原料的菱镁矿，其品位应为MgO 45%～46%，CaO 0.8%～1.0%，SiO2 0.5%～1.0%。白云石是碳酸镁与碳酸钙的复盐，其主要成分为MgCO3·CaCO3。白云石理论上含MgO 21.73%，CaO 30.43%，CO2 47.82%。CaO与MgO的质量比为1.394，物质的量比为1.0。大多数天然白云石中CaO与MgO的质量比为1.4～1.7。作为硅热还原炼镁的白云石品位应为：MgO 19%～21%，CaO 30%～33%，Fe2O3+Al2O3＜1.0%, SiO2＜0.5%,Na2O+K2O＜0.01%,Mn＜0.0005%。 海水和盐湖水其中所含的MgCl2经过富集，除去杂质以后，即可以作为生产镁的原料。自然界中以可溶性状态存在的镁盐数量很大。1 kg海水中平均含有3.8 g MgCl2、1.7 g MgSO4与0.1 g MgBr2。海水中大约含有6×1016吨镁。海水中的可溶性镁盐可以说是取之不尽，用之不竭的。光卤石是氯化镁和氯化钾的含水复盐，其主要成分为KCl·MgCl2·6H2O。理论上含KCl 26.7%，MgCl2 34.5%，H2O 38.8%。MgCl2与KCl的摩尔比等于1。光卤石属于斜方晶系。天然光卤石中含有氯化钠、溴化钠、硫酸镁、硫酸铁等杂质。因为光卤石中含有各种氯化物和溴化物及水，所以必须经过预先处理，经过彻底脱水后成为无水光卤石后才能按电解法来生产金属镁。（2）白云石（3）光卤石（4）海水和盐湖水 5.1 概述5.1.5 镁冶炼方法金属镁冶炼的方法主要有两种： 1941年加拿大科学家皮江（L.M.Pidgeon）教授提出了一种硅热还原炼镁生产方法，称为皮江法（见图5-3）。（2）以光卤石为原料 光卤石的主要成分是KCl·MgCl2·6H2O，含有氯化钠杂质，所以首先应该脱水。脱水后的熔融光卤石即可加入电解槽中，经电解氯化镁分解成镁和氯气。具体流程见图5-2。1.电解法炼镁从尖晶石、卤水或海水中将含有氯化镁的溶液经脱水或焙融氯化镁熔体,之后进行电解,此法称为电解法。电解法炼镁的原理是在高温下电解熔融的无水氯化镁,使之分解成金属镁和氯气。高温情况下水对熔盐性质的影响是致命的,因此,高纯度的无水氯化镁是电解法制镁的关键所在。依据所用原料及处理原料的方法不同,电解法炼镁又可细分为道乌法、氧化镁氯化法、光卤石法、AMC法、诺斯