水氯镁石制备金属镁的过程集成与能量分析

作     者：万兆源 周桓 Zhaoyuan WAN;Huan ZHOU

作者机构：天津科技大学化工与材料学院天津市卤水化工与资源生态化利用重点实验室天津300457 唐山市人民医院肿瘤研究所中心实验室河北唐山063001 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2020年第20卷第5期

页      面：609-618页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:U170762,U1407204) 天津海洋资源与化学重点实验室(编号:201602) 

主　　题：水氯镁石 金属镁 热力学 过程集成 能量分析 

摘      要：以无水氯化镁和氧化镁作为中间产物,电解和热还原为两个关键方法,集成各种相关过程,构建了从水氯镁石到金属镁的综合过程网络,其中涉及24个物种、20个化学过程和25个工艺路线;建立了最低能耗分析模型用于简单和复合过程的能量分析;利用物质的标准生成焓和多温等压摩尔热容,计算得出全部反应过程及工艺过程的能量消耗和热量移除。结果表明基于还原法的最优路径是水氯镁石用石灰法转为氢氧化镁,进而煅烧成氧化镁,再铝热还原成金属镁,该过程能耗360.15 kJ/mol,放出热量–315.46 kJ/mol;基于电解法的最优路径是石灰乳法生成氢氧化镁,再煅烧成氧化镁,通过在熔融电解质中电解生成金属镁,该过程能耗738.54 kJ/mol,放出热量–135.42 kJ/mol。无水氯化镁制备耗能高,不在最优路径中。