2023年《安全技术》之硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案.docx

硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案 　20世纪90年代中期以来，为适应全球可持续开展的要求，镁及镁合金的研发及应用进入高速增长期。在此期间，凭借资源、能源和本钱优势，中国镁工业开展强劲，迅速控制了全球原镁的供应。据海关统计，2023年中国镁产品出口量29.8万t，约占全球总发货量的66.6％。     中国原镁产量的98％是经由硅热复原或称做Pidgeon Process的方法生产的，并被预测是未来中国最主要的金属镁生产方式。有关专家担忧，如果不能保证高质量和相对稳定的原料供应，镁应用产业很可能出现整体萎缩。因而，部署在中国各地镁厂的卧式皮江法复原装置，就是不能不受到人们的强烈关注。这种生产设施具有工艺路线简单，工艺参数较易调控的优点，然而也具有复原过程传质传热差，热效率低的明显弱点，从而限制了皮江法镁厂的生产规模。     1 皮江法炼镁的热化学     　　皮江法炼镁的热复原反响是在卧式原罐中进行的，总反响的化学计量方程由（1）式给出：     　　2MgO·2CaO+Si(Fe)→Ca2SiO4+2Mg+Fe （1）     　　反响式（1）的自由能函数ΔG与温度T的关系由式（2）给出：     　　ΔG=115600+11.74TlogT-100.38T （2）     　　反响热ΔH与温度T的关系见（3）式：     　　ΔH=115600-5.098T（3）     　　由（2）式可知此复原反响的临界温度Tc。假设使反响（1）正向进行，反响温度必须大于临界值Tc，温度越高，或提高反响速度越显著，反响（1）就越能够进行到底。真实的复原过程是在真空下进行的，这样一来大大降低了临界温度Tc，并提供了镁蒸气的传输通道，但也降低了反响物料的热传递效率，并形成皮江法生产中复杂及其特殊的真空热复原机理。