皮江法

皮江法所得蒸氣經冷凝後所得固態金屬鎂

皮江法（英語：Pidgeon process）是一種冶煉金屬鎂的方法。原理為通過硅還原氧化鎂的硅熱反應，由加拿大化學家勞埃德·蒙哥馬利·皮江於1940年代初發明。皮江法的能耗約為35–40 MWh/噸鎂，遠大於熔融電解法的7 MWh/噸鎂，但由於所需原料白雲石易得，操作簡單等原因，中國大部分煉鎂企業使用皮江法。

原理

皮江法所用的基本化學原理為使用硅還原氧化鎂生成二氧化硅和鎂單質。

Si_(s) + 2 MgO_(s) → SiO_2(s) + 2 Mg_(g)

雖然根據埃林漢姆圖，這一還原反應在熱力學上是不利的，但根據勒夏特列原理，將生成的鎂蒸氣蒸出體系，可降低生成物濃度，使平衡右移。常壓下，鎂的沸點是1090 °C，真空環境下更低，所以常在真空環境下使用皮江法煉鎂。常用的還原劑為硅鐵合金，其中所含的硅作為反應的還原劑，鐵不參與反應。皮江法所用的氧化鎂有多種來源。比如可以通過煅燒菱鎂礦獲得，或將海水或湖水中的氯化鎂轉化成氫氧化鎂，之後煅燒。至今，最為常用的原料為白雲石，其中的煅燒生成的氧化鈣可以與生成的SiO₂結合為硅酸鈣，減少逆反應的發生。。

(Ca,Mg)CO₃ (s) → CaO.MgO(s)+ CO₂(g) (煅燒白雲石)

(Fe,Si)(s) + 2 MgO(s) ↔ Fe(s) + SiO₂(s) + 2 Mg(g)

CaO + SiO₂ → CaSiO₃

皮江法可實現批量生產，現將煅燒後的粉末狀白雲石與硅鐵混合，製成團料，然後置於合金熔爐中。採用煤或電作為熱源，通過水冷將蒸出的鎂蒸汽液化，經過精煉後製成鎂錠。

外在鏈接

• USGS up to date and historical data （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• A USEPA datafile example （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Historical background （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• World Trends, Markets - Dec 2002 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Energy efficiency reference （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）