熱法還原鎂的研究及液相Si-X體系還原鎂的熱力學分析

孫曉林，梁文玉，張富信，黃 超，郭漢杰

(1.北京中冶設備研究設計總院有限公司,北京100029;2.北京科技大學 冶金與生態工程學院,北京 100083)

金屬鎂是一種重要的金屬材料,由于其具有重量輕、比強度高、導熱和導電性好、高阻尼、減震性好等諸多優點而被廣泛應用于航空、航天、軍工、汽車、電子等工業領域[1-2],被稱為“21世紀綠色工程金屬材料”。目前,全世界主要通過以皮江法為代表的硅熱法生產金屬鎂,由于皮江法投資少、設備簡單,加之我國擁有豐富的白云石資源,皮江法煉鎂工藝在國內得到大力推廣,并使我國成為全球最大的原鎂生產國和出口國。皮江法煉鎂已經占到我國原鎂產量的98%以上。但同時皮江法也存在污染嚴重、物料利用率低、能耗大等問題,而且皮江法單體產量低、間斷作業、還原周期長,這些已經制約了我國鎂還原產業的健康持續發展。在高環保要求、淘汰落后產能的政策要求下,皮江法煉鎂也成為了我國限制發展的項目之一,影響金屬鎂及鎂合金產業健康快速發展。國家《新材料產業發展指南》等將鎂行業列入重點發展方向,科研人員和生產廠家對鎂還原方法與工藝開展了大量研究,對于促進國家鎂產業轉型升級以及高效綠色發展具有重要意義。

1 皮江法煉鎂的工藝研究

盡管皮江法煉鎂在我國得到大力發展,但資料顯示我國皮江法煉鎂生產指標仍然落后于國外鎂廠指標,如表1所示[3]。近年來,我國針對皮江法的能源消耗和工業環保等問題[4-5]提出了防治措施,但皮江法在提高資源和能源利用效率、降低污染等問題上仍然任重而道遠。……