含镁矿物提取金属镁工艺的研究进展

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作者 吴数吉 田阳 +3 位作者 徐宝强 杨斌 马廷壮 于昊松 《材料导报》 北大核心 2025年第15期187-204,共18页

镁基材料以其优异的物理化学性质广泛应用于汽车、储氢材料、电子产品等领域,伴随着镁基材料消费市场的迅速增长,金属镁生产行业的发展对整个镁基材料市场的重要性将会进一步增加。中国目前主要的工业生产金属镁工艺为Pidgeon法,该工艺... 镁基材料以其优异的物理化学性质广泛应用于汽车、储氢材料、电子产品等领域,伴随着镁基材料消费市场的迅速增长,金属镁生产行业的发展对整个镁基材料市场的重要性将会进一步增加。中国目前主要的工业生产金属镁工艺为Pidgeon法,该工艺较高的生产成本以及废弃物排放对环境的影响等问题日益凸显,对Pidgeon法工艺机理的研究与改进以及采用其他含镁矿物进行金属镁冶炼的工艺研究,一直是国内外学者不断研究的课题。本文归纳了包括白云石、菱镁矿、蛇纹石、水氯镁石、光卤石、盐湖卤水在内的含镁矿物作为原料的炼镁工艺,系统综述了不同原料不同工艺的反应机理与最新研究进展,展望了不同生产工艺的未来研究方向。 展开更多

关键词 金属镁生产 pidgeon法工艺 硅热还原法炼镁工艺 真空碳热还原法炼镁工艺

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基于床层传热的皮江法炼镁过程优化

2

作者 傅大学 狄跃忠 王耀武 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期523-529,共7页

球团在还原罐内传热导致的温度梯度是限制皮江法还原反应的关键因素.本文采用数值方法研究了球团尺寸、装料方式、还原罐外壁温度等因素对床层温度分布、还原率分布的影响.结果表明:在球团直径为22.3 mm、还原时间相同时能够获得最大的... 球团在还原罐内传热导致的温度梯度是限制皮江法还原反应的关键因素.本文采用数值方法研究了球团尺寸、装料方式、还原罐外壁温度等因素对床层温度分布、还原率分布的影响.结果表明:在球团直径为22.3 mm、还原时间相同时能够获得最大的还原率;生产过程中应尽量提高还原罐外壁温度;床层中心区域温度低,还原反应速率慢,反应滞后;通过中心留空的方法能够有效缩短还原周期,提高原料利用率;以单位体积、单位时间镁的产量为依据,对于内径为270 mm的还原罐,当中心留空区域的直径小于27 mm时,可获得最大生产效率. 展开更多

关键词 镁 皮江法 真空硅热还原 数值仿真 传热

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中国皮江法炼镁的资源消耗和环境影响分析 被引量：41

3

作者 高峰 聂祚仁 +1 位作者 王志宏 左铁镛 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1456-1461,共6页

应用生命周期评价思想,结合物质流分析方法,对我国皮江法炼镁生产过程中物质能量代谢的数量特征和环境负荷状况进行研究。结果表明:皮江法炼镁工艺的资源和能源输入量较大,1 t商品镁锭的资源输入总量和资源直接输入量分别为76 t和24 t;... 应用生命周期评价思想,结合物质流分析方法,对我国皮江法炼镁生产过程中物质能量代谢的数量特征和环境负荷状况进行研究。结果表明:皮江法炼镁工艺的资源和能源输入量较大,1 t商品镁锭的资源输入总量和资源直接输入量分别为76 t和24 t;生态包袱是资源直接输入量的3.1倍。CO2和SO2排放情况的时间序列分析表明,虽然皮江法炼镁单耗指标不断降低,但由于镁产量增加较快,导致CO2和SO2直接排放量连年增长,化石燃料的燃烧和精练保护过程是CO2和SO2直接排放的主要责任者。此外,由硅铁生产引起的资源消耗和环境影响也不容忽视。 展开更多

关键词 镁 皮江法 物质流分析 生命周期评价

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中国金属镁工业的环境效应与可持续发展 被引量：20

4

作者 马鸿文 曹瑛 +2 位作者 蒋芸 吴秀文 刘玉芹 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期829-837,共9页

中国的优质白云岩、菱镁矿资源丰富,为发展金属镁工业提供了良好条件。20世纪90年代末,以相对浪费能源、资源和牺牲区域环境质量为代价,依赖皮江法炼镁技术,中国发展成为世界上金属镁生产和出口的第一大国。现今中国社会和经济发展面临... 中国的优质白云岩、菱镁矿资源丰富,为发展金属镁工业提供了良好条件。20世纪90年代末,以相对浪费能源、资源和牺牲区域环境质量为代价,依赖皮江法炼镁技术,中国发展成为世界上金属镁生产和出口的第一大国。现今中国社会和经济发展面临的能源、资源和环境挑战,决定了必须对皮江法炼镁技术进行变革,以实现金属镁工业的清洁生产和节约发展。以优质白云岩为原料,经煅烧和钙镁分离,生产轻质碳酸钙和氧化镁,进而采用碳热还原法提取金属镁的技术,较之传统的皮江法具有资源利用率高、节能高效、且可完全实现清洁生产等优势。这一创新技术体系,将在现今中国国情背景下,引导金属镁工业步入可持续发展之路,符合建立资源节约型、环境友好型国家的要求。 展开更多

关键词 金属镁 白云岩 皮江法 碳热还原法 温室效应 清洁生产

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皮江法炼镁行业清洁生产指标体系建立 被引量：13

5

作者 李娟 王菊 +2 位作者 张弼 董德明 房春生 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期176-178,182,共4页

通过对皮江法炼镁行业生产工艺的深入分析,按照内容全面兼具科学性、简洁性和开放性的设计原则下,结合理论分析、专家咨询、频度统计法等方法初步提出皮江法炼镁行业的清洁生产指标体系。该指标体系包括定性指标、定量指标两大类,其中... 通过对皮江法炼镁行业生产工艺的深入分析,按照内容全面兼具科学性、简洁性和开放性的设计原则下,结合理论分析、专家咨询、频度统计法等方法初步提出皮江法炼镁行业的清洁生产指标体系。该指标体系包括定性指标、定量指标两大类,其中定性指标分为环境管理与安全卫生、原材料质量、工艺技术特征、污染物排放情况四个一级指标,定量指标分为资源消耗、能源消耗、综合利用、工艺技术、污染物排放五个一级指标。 展开更多

关键词 皮江法 清洁生产 层次分析法 指标体系

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球团预制-硅热还原炼镁的球团传热性研究 被引量：6

6

作者 傅大学 关录奎 +1 位作者 豆志河 张廷安 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1274-1279,共6页

针对皮江法炼镁存在的问题,提出将白云石粉、硅铁、萤石及黏结剂混合造球,然后煅烧,煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用稳态平板法测定了预制球团的导热系数,并通过数值方法研究预制球团的传热规律.结果表明:导热系数随着平... 针对皮江法炼镁存在的问题,提出将白云石粉、硅铁、萤石及黏结剂混合造球,然后煅烧,煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用稳态平板法测定了预制球团的导热系数,并通过数值方法研究预制球团的传热规律.结果表明:导热系数随着平均温度提高而增加,随着球团密度和硅铁添加量的增加而降低.当密度为1.1 g/cm^3、硅铁为理论添加量时,预制球团的导热系数与温度的关系:λ=1.04×10^(-4)T+0.11;球形球团的传热情况优于圆柱形球团,球团具有较小的密度和热容以及较大的导热系数有助于热量由表面向中心传递.预制球团与皮江法球团的传热情况基本相同. 展开更多

关键词 导热系数 平板法 预制球团 皮江法 镁冶金

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皮江法炼镁过程生命周期评价 被引量：3

7

作者 高枫 冯乃祥 +2 位作者 毕颖 彭建平 任保轶 《有色金属》 CSCD 北大核心 2009年第4期185-188,共4页

应用生命周期评价方法研究皮江法炼镁过程能量消耗和环境负荷,定量的分析整个生产工艺中资源、能源投入、环境排放及环境影响。结果表明,皮江法炼镁能耗大,为1.48×105MJ/t,温室效应对环境负荷影响最大,占总环境负荷额的49.65%。

关键词 环境工程 皮江法炼镁 生命周期评价 能量消耗 环境负荷

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内热式竖式炉炼镁冷凝产物形态的研究 被引量：3

8

作者 牛立斌 王晓刚 +1 位作者 樊子民 许臻 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2015年第1期27-29,共3页

利用自主研发的内热式竖式炼镁炉还原白云石球团料来提取粗镁,并对冷凝产物进行分析和表征。结果表明,当冷凝器位于竖式炉的正上方和不加外部冷却时,进行冷凝产物粗镁的收集是可行的,冷凝产物均呈现致密层和疏松层两部分,在距离挡火板5... 利用自主研发的内热式竖式炼镁炉还原白云石球团料来提取粗镁,并对冷凝产物进行分析和表征。结果表明,当冷凝器位于竖式炉的正上方和不加外部冷却时,进行冷凝产物粗镁的收集是可行的,冷凝产物均呈现致密层和疏松层两部分,在距离挡火板50cm处,致密层较厚,疏松层较薄。 展开更多

关键词 皮江法 竖式炉 冷凝物 镁

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硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案 被引量：11

9

作者 娄光伟 张祖逖 +3 位作者 申玉鹏 节卫东 臧镜淳 苏中兴 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2005年第3期16-19,共4页

针对硅热法炼镁能耗高和燃煤污染的最新研究结果,提出了一套经实践检验、便于推广的产业化方案。热化学分析和试验证明,镁还原工序中温度能否达标对保证反应速度和提高产率尤为重要,为此设计的燃气还原炉是一种环保、节能、高效炉型。... 针对硅热法炼镁能耗高和燃煤污染的最新研究结果,提出了一套经实践检验、便于推广的产业化方案。热化学分析和试验证明,镁还原工序中温度能否达标对保证反应速度和提高产率尤为重要,为此设计的燃气还原炉是一种环保、节能、高效炉型。回收放空的焦炉煤气作为燃气还原炉燃料,并使炼镁、焦化、硅铁冶炼形成产业链联产互补的创新方案,有望加速皮江法炼镁工艺和装备的技术进步,实现节能和清洁化生产。 展开更多

关键词 皮江法 镁 燃气还原炉 能耗 清洁化生产

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皮江法物料导热系数测定 被引量：2

10

作者 傅大学 张伟 +4 位作者 王耀武 彭建平 狄越忠 陶绍虎 冯乃祥 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2012年第3期171-174,共4页

采用稳态平板法测定了皮江法炼镁工艺物料的导热系数.结果表明:温度升高,原料中硅铁配入量增加,以及添加CaF2都能提高物料的导热系数.随着还原反应进行,物料的导热系数降低.添加CaF2将降低还原渣的导热系数.对于添加3%CaF2的还原原料导... 采用稳态平板法测定了皮江法炼镁工艺物料的导热系数.结果表明:温度升高,原料中硅铁配入量增加,以及添加CaF2都能提高物料的导热系数.随着还原反应进行,物料的导热系数降低.添加CaF2将降低还原渣的导热系数.对于添加3%CaF2的还原原料导热系数与温度的关系为λ=2.88×10-4T+0.14;添加3%CaF2、还原率为78%的还原渣的导热系数与温度的关系为λ=4.95×10-5T+0.08. 展开更多

关键词 导热系数 平板法 还原 皮江法

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炼镁用预制球团填充层的有效导热系数研究 被引量：3

11

作者 傅大学 张廷安 +1 位作者 豆志河 关录奎 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2016年第4期260-266,共7页

炼镁用预制球团煅烧后呈多孔形态,其传热特性与皮江法压制的球团完全不同.本文采用数值方法研究了预制球团煅烧后球团填充层的有效导热系数.结果表明:高温下,辐射传热起主要作用,可显著增加床层的有效导热系数;提高球团导热系数或增加... 炼镁用预制球团煅烧后呈多孔形态,其传热特性与皮江法压制的球团完全不同.本文采用数值方法研究了预制球团煅烧后球团填充层的有效导热系数.结果表明:高温下,辐射传热起主要作用,可显著增加床层的有效导热系数;提高球团导热系数或增加球团直径均可提高床层的有效导热系数;球团直径相同时,皮江法球团填充层有效导热系数略优于预制球团.在1 473 K,球团直径为22.3 mm时,皮江法球团填充层的有效导热系数为1.3 W·m^(-1)·K^(-1),预制球团填充层的有效导热系数为1.1 W·m^(-1)·K^(-1). 展开更多

关键词 有效导热系数 预制球团 皮江法 镁冶金

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皮江法炼镁镁渣的回收处理 被引量：2

12

作者 韩凤兰 杨奇星 +1 位作者 吴澜尔 郭生伟 《无机盐工业》 CAS 北大核心 2013年第7期52-55,共4页

取自宁夏惠冶镁业的镁渣粉体经过改质,提高其体积稳定性后可作为建筑材料。将镁渣与硼酸盐混合,压制成块,然后高温烧结。扫描电子显微镜研究表明,在较高温度下硅酸多晶型物中因为加入的硼酸盐中的钠离子和硼离子而稳定。镁渣中自由氧化... 取自宁夏惠冶镁业的镁渣粉体经过改质,提高其体积稳定性后可作为建筑材料。将镁渣与硼酸盐混合,压制成块,然后高温烧结。扫描电子显微镜研究表明,在较高温度下硅酸多晶型物中因为加入的硼酸盐中的钠离子和硼离子而稳定。镁渣中自由氧化镁的含量也随着烧结过程的进行而减少。混合质量分数为0.4%～0.6%硼酸盐的炼镁还原渣在1 200℃烧结5～6 h后,变成体积稳定的结合体。可以将处理过的镁渣用于建筑材料,在制镁过程中节省宝贵的自然资源,减缓全球气候变暖。 展开更多

关键词 镁 硼酸盐 皮江法 稳定性 建筑材料

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金属镁冶炼工艺研究进展 被引量：14

13

作者 梁文玉 孙晓林 +2 位作者 李凤善 黎敏 戴文彬 《中国有色冶金》 CAS 2020年第4期36-44,53,共10页

我国镁矿资源丰富,主要有盐湖卤水和白云石,其中盐湖卤水是电解法主要原料,白云石是热法炼镁主要原料。原镁冶炼的生产工艺主要分为热还原法和电解法,皮江法是固态硅热还原法的典型代表,目前皮江法生产的粗镁占原镁总产量的80%以上。本... 我国镁矿资源丰富,主要有盐湖卤水和白云石,其中盐湖卤水是电解法主要原料,白云石是热法炼镁主要原料。原镁冶炼的生产工艺主要分为热还原法和电解法,皮江法是固态硅热还原法的典型代表,目前皮江法生产的粗镁占原镁总产量的80%以上。本文主要对热还原法不同炼镁方法的原料广度、冶炼加热方法、还原剂选择、冶炼能耗、CO2排放等方面进行了综合比较分析,得到以下结论:真空连续液态喷吹还原法应是一种未来值得大力研究的新型炼镁工艺,是镁冶炼技术发展方向;硅热法在还原能耗、还原剂经济性、还原剂易得性、镁转化率及纯度上优于硅钙法、铝热法和碳热法;加热方法上内加热明显优于火焰外加热,应优先开发内加热方法,如感应加热、微波加热等方法。 展开更多

关键词 炼镁方法 硅热还原法 皮江法 还原剂选择 冶炼能耗 CO2排放

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煅烧-还原一体化炼镁新技术研究进展 被引量：2

14

作者 傅大学 张廷安 +1 位作者 豆志河 关录奎 《材料与冶金学报》 北大核心 2017年第2期110-115,共6页

目前,世界85%以上的金属镁是在中国利用皮江法生产,尽管皮江法得到不断改进,仍属于高能耗、高排放的冶金工艺.针对皮江法的不足,东北大学提出集煅烧与还原于一体的炼镁方法,该方法采用预制球团为原料,煅烧和还原均在同一设备中完成的炼... 目前,世界85%以上的金属镁是在中国利用皮江法生产,尽管皮江法得到不断改进,仍属于高能耗、高排放的冶金工艺.针对皮江法的不足,东北大学提出集煅烧与还原于一体的炼镁方法,该方法采用预制球团为原料,煅烧和还原均在同一设备中完成的炼镁方法.新技术能够取消皮江法的回转窑煅烧工序,煅烧产生的CO2余热能够得到利用,且高浓度的CO2易于矿化捕集.本文汇总了该工艺的研究进展,包括球团预制、球团煅烧及球团的还原过程.实验结果表明:煅烧前后球团的抗压强度分别为76 N和55 N,在10 Pa真空条件下,1 400℃还原1 h,还原率为93.5%. 展开更多

关键词 镁冶炼 预制球团 硅热还原 皮江法

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皮江法炼镁煅烧过程的温度场模拟 被引量：1

15

作者 刘金平 杨雪春 +1 位作者 徐河 谢水生 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2006年第1期34-36,共3页

基于实验室模型,利用Deform-3D软件传热模块,对皮江法炼镁煅烧工序的温度场进行模拟。得到了整个煅烧过程白云石的温度分布以及煅烧温度随煅烧时间变化的曲线。

关键词 皮江法炼镁 温度场 模拟

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新型白云石煅烧设备及其节能效果研究 被引量：1

16

作者 罗序燕 徐祥斌 +1 位作者 彭素红 胡鸿雨 《冶金能源》 2010年第5期33-36,共4页

介绍了白云石煅烧设备的发展历史中主要的两种炉窑,并重点介绍了最近几年出现的新型节能型回转窑和目前国内最先进的白云石煅烧设备——套筒窑。并对几种炉窑的使用效果进行了比较。

关键词 煅烧 窑 镁冶炼 皮江法 白云石 节能

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皮江法炼镁与真空碳热还原法炼镁生命周期评价比较研究 被引量：7

17

作者 刘红湘 田阳 +3 位作者 杨斌 徐宝强 戴永年 王立鹏 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2021年第11期37-45,共9页

对皮江法炼镁工艺和真空碳热还原法炼镁工艺进行了生命周期评价研究。评价过程以1t镁锭为功能单位,研究了包括原料开采、物料制备、物料耗损、能源生产、污染排放等过程的环境负荷以及能源消耗。在得出生命周期评价相关参数的基础上,对... 对皮江法炼镁工艺和真空碳热还原法炼镁工艺进行了生命周期评价研究。评价过程以1t镁锭为功能单位,研究了包括原料开采、物料制备、物料耗损、能源生产、污染排放等过程的环境负荷以及能源消耗。在得出生命周期评价相关参数的基础上,对皮江法炼镁与真空碳热法炼镁在资源与能源消耗、气型污染物的排放和对环境的影响方面进行了比较,明确了上述两种不同工艺过程各自的环境负荷和能源消耗特点。通过比较,碳热法炼镁工艺较皮江法在资源节约、节能减排、环境保护及可持续发展方面有明显优势。 展开更多

关键词 镁 镁冶炼 皮江法 真空碳热还原法 生命周期评价

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球团预制-硅热还原炼镁还原罐内传热 被引量：6

18

作者 傅大学 张廷安 +1 位作者 豆志河 关录奎 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期643-648,共6页

为了解决皮江法还原罐内传热慢的问题,提出将白云石粉、硅铁、萤石混合,加入黏结剂先造球再煅烧,煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用数值方法研究预制球团在还原罐内的传热规律.结果表明:提高硅铁添加量、增加球团直径、减小... 为了解决皮江法还原罐内传热慢的问题,提出将白云石粉、硅铁、萤石混合,加入黏结剂先造球再煅烧,煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用数值方法研究预制球团在还原罐内的传热规律.结果表明:提高硅铁添加量、增加球团直径、减小床层密度均有利于热量向还原罐内部传递;将边界温度由1 473 K提高至1 498 K,还原罐中心区域达到1 473 K的时间由300 min缩短至178 min;当还原罐直径为300 mm时,对于直径为25 mm的预制球团,还原罐中心点加热至1 473 K的时间为90 min,而对于皮江法球团则需要288 min. 展开更多

关键词 还原罐内传热 预制球团 皮江法 镁冶金

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炼镁还原罐材料高温蠕变性能试验研究

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作者 车玉思 王成铎 +2 位作者 孙玉福 张伟东 张少军 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第12期67-70,共4页

以外热式硅热法炼镁用核心装备φ339 mm×33 mm×2700 mm还原罐为研究对象,分析了炼镁还原罐失稳破坏的起因。研究了还原罐常用的ZG35Cr26Ni8NRE耐热钢在1200℃、不同应力作用下的蠕变性能,并结合还原罐的两种支承方式分析了蠕... 以外热式硅热法炼镁用核心装备φ339 mm×33 mm×2700 mm还原罐为研究对象,分析了炼镁还原罐失稳破坏的起因。研究了还原罐常用的ZG35Cr26Ni8NRE耐热钢在1200℃、不同应力作用下的蠕变性能,并结合还原罐的两种支承方式分析了蠕变性能。结果表明：增加支承点,可有效延长还原罐的使用寿命。 展开更多

关键词 皮江法 还原罐 高温蠕变性能 耐热钢 还原罐寿命

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国内外镁生产状况分析及对我国镁工业生产的看法 被引量：4

20

作者 罗黎 《中国有色冶金》 1998年第6期109-112,共4页

介绍世界各主要产镁国的生产工艺，对国内外典型电解法和硅热法镁厂的主要技术经济指标进行比较，并对发展我国镁工业提出几点看法。

关键词 镁生产 电解法 皮江法 技术经济指标

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