以Si-Cu合金为还原剂的热还原制镁新方法及其热力学分析

谢卫东^1,2，党春梅²，李兆楠²，彭晓东^1,2，汪浩²

1. 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心2. 重庆大学材料科学与工程学院

摘 要：结合Si-Fe相图,分析了硅铁热还原制镁（皮江法）反应过程中Si-Fe中形态,结果显示:初始含Si量75%的Si-Fe在1200℃基本处于固态,硅铁热还原制镁还原反应主要为固-固反应,反应过程中,物料间的热量及质量传输较困难,反应难于快速、彻底进行。介绍了采用Si-Cu合金还原剂实现固-液还原的Si-Cu热还原制镁新思路、新方法,结合Si-Cu相图,分析了Si-Cu热还原制镁中Si-Cu的形态,结果显示:Si-Cu热还原制镁时,初始含Si量低于35%的Si-Cu在1200℃几乎全过程保持液态,还原反应基本为固-液反应,反应较易快速、彻底进行。采用热力学分析方法,推演出了Si-Cu热还原制镁的主要反应式、吉布斯自由能估算式,临界反应温度估算式,分析了影响吉布斯自由能、临界反应温度及还原反应热力学可行性的因素,结果显示:Si-Cu热还原制镁反应的热力学临界温度随系统气压降低及Si-Cu中Si含量增加而减小;对应于常规真空硅热还原制镁（皮江法）温度（1473 K）和系统气压（13.3 Pa）,Si-Cu合金中的Si含量只需高于0.034%,Si-Cu热还原制镁即具备热力学可行性。

关键词：镁冶炼;热力学;热还原;真空;Si-Cu合金;