A new energy-efficient and environmentally friendly process to produce magnesium

ABSTRACT

A new process for magnesium production was proposed in which both the calcination stage and the reduction stage are performed in one retort. Thermal analysis and vacuum reduction experiments were carried out for evaluating the feasibility of the process. The results suggested that ferrosilicon and CaF₂ reduced the decomposition temperature of dolomite in the pre-prepared pellets, which was approximately 40 K lower than that of pure dolomite pellet. The reduction ratio larger than 90% was obtained at 1573 K for 3 h in the process. The element Fe may not participate in the reduction reactions, which were caused by the diffusion of Si. Magnesium sheet with a high crystallinity and magnesium powder containing a small amount of magnesia were obtained from the present experiments.

RÉSUMÉ

On propose un nouveau procédé pour la production du magnésium dans lequel l’étape de calcination et l’étape de réduction sont toutes deux effectuées dans une seule cornue. On a effectué l’analyse thermique et des expériences de réduction sous vide afin d’évaluer la faisabilité du procédé. Les résultats suggéraient que le ferrosilicium et le CaF₂ réduisent la température de décomposition de la dolomite dans les boulettes pré-péparées, ce qui était approximativement 40 K plus bas que celle d’une boulette de dolomite pure. On a obtenu un taux de réduction de plus de 90% à 1573 K pendant 3 h dans le procédé. Il se peut que l’élément Fe ne participe pas dans les réactions de réduction, qui résultent de la diffusion du Si. On a obtenu à partir des expériences courantes, une feuille de magnésium à cristallinité élevée et de la poudre de magnésium contenant une petite quantité de magnésie.

KEYWORDS:

• Magnesium
• vacuum
• pre-prepared pellet
• Pidgeon process
• thermal reduction

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Notes on contributors

Daxue Fu, Ph.D, is lecturer, Major in Non-ferrous Metallurgy.

Ting'an Zhang, Ph.D, is Professor, Major in Non-ferrous Metallurgy.

Zhihe Dou, Ph.D, is Professor, Major in Non-ferrous Metallurgy.

Lukui Guan is graduate student, Major in Non-ferrous Metallurgy.

ORCID

Ting’an Zhang http://orcid.org/0000-0002-9934-4713

Additional information

Funding

This work was supported by National Natural Science Foundation of China under Grants (51504058; U1508217; 51404054; 51374064), the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (N162504003, N140204013), the Fund of Liaoning S&T Project (201601003, LZ2014021).