水氯镁石制备金属镁的过程集成与能量分析

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。