白云石-碳体系热分解及热还原的热力学分析

来源期刊：稀有金属2014年第2期

论文作者：陈杰 胡发平 潘佳 马欣 彭晓东 谢卫东

文章页码：306 - 311

关键词：白云石;热力学;Gibbs自由能;真空;碳;

摘    要：分析了以白云石制备金属镁的现有技术中,热分解、热还原等环节资源能源利用不充分、环境载荷重、生产效率低等问题,提出了白云石与碳的混合物一次装料后先后完成热分解和热还原,获得金属镁、钙的新方法,计算分析了单纯白云石和白云石-碳体系常压热分解、真空热分解的Gibbs自由能和临界条件,以及煅烧白云石碳热还原制备金属镁及金属钙的Gibbs自由能和临界条件。结果表明,在较高的反应温度、较低的系统气压（真空度）下,白云石-碳体系热分解反应、煅烧白云石碳热还原反应均具备热力学可行性;白云石-碳体系的临界热分解温度略高于单纯白云石热分解温度,但最高临界分解温度仅增加17.04 K,且副产物CO的利用价值高;真空度可显著减小白云石-碳体系热分解和煅烧白云石碳热还原反应的Gibbs自由能,显著降低热分解、热还原临界温度,当系统真空度为10 Pa时,最高临界热分解温度、MgO临界还原温度、CaO临界还原温度分别为754.38,1353.95,1531.41 K,分别较常压大气环境中低369.38,765.26,897.26 K;碳热还原MgO,CaO的临界反应条件差异较大,可通过调控适宜的温度、真空度及其组合,创造只获得金属镁、先获得金属镁再获得金属钙、同时获得金属镁和金属钙等反应条件,实现白云石资源的合理、高效利用。