综述：真空法精炼镁的研究现状与进展

（编辑推荐）本文系统综述了真空法（包括直接真空法和相对真空法）在镁冶炼（Pidgeon法）、高纯镁制备及废镁合金回收中的研究进展，重点探讨了还原机理、迁移冷凝规律及催化剂（如CaF2、NaF）作用，提出真空蒸馏-定向冷凝新技术，为绿色低碳镁工业发展提供理论支撑。

　　

真空法精炼镁的研究现状与进展

引言

镁作为21世纪“绿色工程材料”，在生物医学、航空航天等领域应用广泛。中国是全球原镁主产国（占全球产量88.63%），但传统皮江法（Pidgeon法）存在能耗高、污染大等问题。本文从热还原法制镁、高纯镁制备及废镁回收角度，综述真空技术的突破性进展。

直接真空法制镁

2.1 真空铝热还原法
以铝粉替代硅铁还原剂，反应温度降至950-1000°C，镁还原率>89%。副产物镁铝尖晶石（MgO·Al₂O₃）可作耐火材料，实现渣相高值化利用。相比皮江法，能耗降低80-90%，但铝粉成本制约工业化。

2.2 真空碳热还原法
采用焦煤还原MgO，催化劑（如7% NaF）使MgO纯度达91.11%。分子动力学模拟揭示F^-通过破坏MgO结构加速反应，但工业化进程缓慢。

2.3 真空蒸馏法制高纯镁
通过分级冷凝（600°C高温区与360°C低温区），有效分离Zn、Fe等杂质，获得5N级高纯镁（纯度99.999%），满足医疗植入物标准。水平分凝真空炉（HFCV）单次蒸馏即可达标。

2.4 废镁合金真空回收
对AZ91D废料在1073K、100Pa条件下蒸馏，镁回收纯度达99.96%。热场模拟显示Mg与Zn冷凝温度差（910-824K vs 623-507K）是实现分离的关键。

相对真空法制镁

3.1 硅热还原连续化
以氩气为载体，在1473K下实现镁蒸气定向冷凝。研究表明，降低温度梯度可提高液核形成率，冷凝效率提升20%。

3.2 冷凝机理模拟
改进弧形冷凝板设计后，涡流稳定性增强，每吨镁生产成本降低2000元，CO₂排放减少2吨。

总结与展望

真空法在镁工业中呈现两大趋势：直接真空法专注高纯化（如6N医用镁），相对真空法突破连续生产瓶颈。未来需攻克冷凝效率极限（当前79.1%），推动镁在航天骨钉等高端领域的应用。碳热还原与铝热法的耦合工艺或成下一代绿色冶炼突破口。