鎂提煉工藝

鎂冶煉(magnesium smelting)從含鎂原料中提取有用組分獲得金屬鎂的過程。是鎂提取冶金最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),獲得的金屬鎂稱為粗鎂,一般需經(jīng)精煉脫除雜質(zhì)后才能作為商品出售。冶煉鎂的含鎂原料主要有菱鎂礦、白云石。

鎂精煉(refining of magnesium)是指脫出粗鎂中的雜質(zhì)，產(chǎn)出精鎂的過程。鎂冶煉產(chǎn)出的金屬鎂被稱為粗鎂。粗鎂中的雜質(zhì)可分為金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì)兩類。

金屬鎂最新制備工藝

mg2+

+cao+h2o===mg(oh)2↓+ca2+

mg(oh)2+2hcl====mgcl2+2h2o

mgcl2(aq)==蒸發(fā)==mgcl2·6h2o

mgcl2·6h2o====hcl=加熱===mgcl2+6h2o

mgcl2(熔融)====通電====mg+cl2↑要在干燥的氯化氫氣體中脫水，因?yàn)槁然V會(huì)水解，加入氯化氫可以抑制它向水解的方向發(fā)生化學(xué)移動(dòng)

1.

提供原料碳酸鈣

caco3=cao+co2

co2+h2o=ca(oh)2

2.mgcl2+ca(oh)2=mg(oh)2+cacl2

mg(oh)2

+2hcl=mgcl2+2h2o

mgcl2=mg+cl2(條件是電解）

3.一是采用海灘上的貝殼制做原料。二是采取了富集氯化鎂的方案，（也就是把海水中的氯化鎂成為氫氧化鎂沉淀，然后再與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂）

鎂提煉工藝中輻射危害

煤矸石磚有輻射不是永久的。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。

其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(鎵、釩、鈦、鈷)。由于其中基本不含有放射性的元素，所以對(duì)身體是沒有危害的。

鎂提煉工藝 環(huán)保

用海水提鎂時(shí)，先把海水抽入特大的池中，倒入石灰乳，便生成氫氧化鎂的懸濁液，這是為了讓鎂元素得到富集提純。待沉淀沉降后取出沉淀，經(jīng)洗滌后得到純度很高的氫氧化鎂。

它沒有多大用途，必須使它變成有用的氧化鎂和金屬鎂。

氫氧化鎂不穩(wěn)定，受熱后分解成氧化鎂和水。

Mg(OH)2----MgO+H2O

要使+2價(jià)的鎂離子得到電子而還原成單質(zhì)鎂，是比較困難的。如果用類似煉鐵的方法冶煉鎂，需要很高的溫度。

例如在2000℃下用焦炭還原氧化鎂，才能制得單質(zhì)鎂。這樣得到的鎂常含有較多的雜質(zhì)。

MgO+C----Mg+CO↑

因此，工業(yè)上常用 電解法使鎂離子在陰極得到電子，還原成單質(zhì)鎂。用 電解的方法冶煉鎂，先要獲得含有鎂離子的熔融液。在鎂的化合物中，典型的離子化合物有氧化鎂和氯化鎂。氧化鎂的熔點(diǎn)太高（2800℃），而 氯化鎂的熔點(diǎn)要低得多（714℃）。

所 以人們選擇氯化鎂作為 電解制取鎂的原料。

用鹽酸溶解氫氧化鎂（或氧化鎂），再使溶液濃縮，就得到氯化鎂。

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

在熔融的氯化鎂中有能自由移動(dòng)的鎂離子。

通入直流電后，氯離子向陽極移動(dòng)，在陽極上失去電子，氧化成氯原子，兩個(gè)氯原子結(jié)合成1個(gè)氯分子；鎂離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得到電子，還原成單質(zhì)鎂。兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是

陽極：2Cl--2e=Cl2↑

陰極：Mg2++2e=Mg

總的 電解反應(yīng)方程式可 以表示如下：

通電

MgCl?(l)==== Mg(s)+Cl?(g)↑

注意事項(xiàng)

為了防止生成的鎂在高溫下被空氣中的氧氣氧化，電解時(shí)需要在特殊的真空環(huán)境下或是在氯化氫氣體作保護(hù)氣的條件下進(jìn)行。

鎂的加工工藝

鎂的化學(xué)性質(zhì)很活潑.固體鎂在常溫、干燥空氣中,一般是比較穩(wěn)定的,不易燃燒,但在熔融狀態(tài)時(shí),容易燃燒,并生成氧化鎂MgO.在300℃時(shí),鎂與空氣中的N2作用生成氮化鎂Mg3N2,使鎂表面成為棕黃色,并且溫度達(dá)600℃時(shí),反應(yīng)迅速。

鎂能溶解在無機(jī)酸（HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4）中,但能耐氫氟酸和鉻酸的腐蝕.鹽鹵、硫化物、氮化物、碳酸氫鈉（NaHCO3）溶液對(duì)鎂有侵蝕作用.鎂在NaOH和Na2CO3溶液中是穩(wěn)定的,但有機(jī)酸能破壞鎂。

具有比較強(qiáng)的還原性，能與沸水反應(yīng)放出氫氣，燃燒時(shí)能產(chǎn)生眩目的白光，鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用，也不受苛性堿侵蝕，但極易溶解于有機(jī)和無機(jī)酸中，鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合。

鎂是航空工業(yè)的重要材料，鎂合金用于制造飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)零件等；鎂還用來制造照相和光學(xué)儀器等；鎂及其合金的非結(jié)構(gòu)應(yīng)用也很廣；鎂作為一種強(qiáng)還原劑，還用于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿等的生產(chǎn)中。

鎂的冶煉工藝

首先海水中有豐富的氯化鎂資源，電解熔融的氯化鎂，可以大批量制鎂。其次，氧化鎂的資源并不豐富，并且氧化鎂的熔點(diǎn)（2200）要比氯化鎂（714）高的多，浪費(fèi)能源。

鎂的提煉方法

海水被攔截在一方方鹽池里，太陽把鹽水曬干了，海水里溶解的氯化鈉結(jié)晶出來。從一噸海水里可以得到約三十公斤鹽，這是粗鹽。粗鹽從海水里結(jié)晶出來的時(shí)候，難免夾帶一些泥沙和雜質(zhì)。海水里除了氯化鈉以外，還有氯化鎂、氯化鈣等，它們也混在氯化鈉里一塊兒結(jié)晶出來。

還需要在工廠進(jìn)行再結(jié)晶處理: BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl（第一步除去硫酸根離子） 2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl（第二步除去鎂離子） Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl（第三部除去氯離子、這一步完畢后就是精鹽了。） 加入的BaCl2要是過量的同理NaOH與Na2CO3也過量。 最后應(yīng)加過量HCl，蒸發(fā)結(jié)晶就會(huì)得到精鹽了。

提取鎂的工藝流程

五個(gè)方程式：

煅燒石灰石（或者海灘上貝殼）制取生石灰：CaCO3=高溫=CaO+CO2↑

制取石灰乳：CaO+H2O==Ca（OH）2

把海水中的氯化鎂沉淀下來,達(dá)到富集的目的：MgCl2+ Ca（OH）2==Mg（OH）2↓+ CaCl2

過濾得到氫氧化鎂,和鹽酸反應(yīng)制取氯化鎂：Mg（OH）2 + 2HCl==MgCl2 + 2H2O

電解熔融氯化鎂制取鎂：MgCl2(熔融)=通電=Mg+Cl2↑

新型煉鎂工藝

1.鎂合金密度小但強(qiáng)度高、剛性好。在現(xiàn)有工程用金屬中，鎂的密度最小，是鋼的1/5，鋅的1/4，鋁的2/3。普通鑄造鎂合金和鑄造鋁合金的剛度相同，因而其比強(qiáng)度明顯高于鋁合金。鎂合金的剛度隨厚度的增加而成立方比增加，故而鎂合金制造剛性好的性能對(duì)整體構(gòu)件的設(shè)計(jì)十分有利。

2、鎂合金的韌性好、減震性強(qiáng)。鎂合金在受外力作用時(shí)，易產(chǎn)生較大的變形。但當(dāng)受沖擊載荷時(shí)，吸收的能量是鋁的1.5倍，因此，很適合應(yīng)于受沖擊的零件—車輪；鎂合金有很高的阻尼容量，是避免由于振動(dòng)、噪音而引起工人疲勞等場(chǎng)合的理想材料。

3、鎂合金的熱容量低、凝固速度快、壓鑄性能好。鎂合金是良好的壓鑄材料，它具有很好的流動(dòng)性和快速凝固率，能生產(chǎn)表面精細(xì)、棱角清晰的零件，并能防止過量收縮以保證尺寸公差。由于鎂合金熱容量低，與生產(chǎn)同樣的鋁合金鑄件相比，其生產(chǎn)效率高40%～50%，且鑄件尺寸穩(wěn)定，精度高，表面光潔度好。

4、鎂合金具有優(yōu)良的切削加工性。鎂合金是所有常用金屬中較容易加工的材料。加工時(shí)可采用較高的切削速度和廉價(jià)的切削刀具，工具消耗低。而且不需要磨削和拋光，用切削液就可以得到十分光潔的表面。

5、資源豐富。中國是鎂資源大國，菱鎂礦、白云石礦和鹽湖鎂資源等優(yōu)質(zhì)煉鎂原料在中國的儲(chǔ)量十分豐富，為中國的原鎂工業(yè)及“下游”產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和不斷進(jìn)步提供了物質(zhì)保證。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著改革開放和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深入發(fā)展，中國鎂工業(yè)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。2000年全國鎂產(chǎn)量約為200 kt，幾乎占世界鎂產(chǎn)量的40%，位居全球第一。2005年，原鎂產(chǎn)量達(dá)到354 kt，原鎂產(chǎn)能接近600 kt，比2004年凈增100kt，同比增長(zhǎng)32.1%，占全球鎂產(chǎn)量的2/3，成為中國繼鋁、銅、鉛、鋅之后的第五大有色金屬