工业上制取金属镁主要采用电解法和热还原法两大类技术，具体工艺如下：

一、电解法

电解法是目前主流的高效工业化技巧，通过电解熔融氯化镁（MgCl?）分解得到金属镁，适用于大规模生产。

1.原料来源与预处理

• 海水/盐湖卤水提镁
  通过向海水中加入石灰乳（Ca(OH)?）生成氢氧化镁沉淀，再经盐酸溶解、脱水制取无水氯化镁。
  示例反应：
  $$ \textMgCl}_2 + \textCa(OH)}_2 → \textMg(OH)}_2↓ + \textCaCl}_2 $$
  $$ \textMg(OH)}_2 + 2\textHCl} → \textMgCl}_2 + 2\textH}_2\textO} $$

• 菱镁矿（MgCO?）或光卤石
  菱镁矿经煅烧生成氧化镁（MgO），再通过氯化反应（如与氯气、石油焦在竖炉中高温反应）生成无水氯化镁。

2.电解工艺

• 熔融氯化镁电解
  在750–800℃下电解无水氯化镁，阴极析出金属镁，阳极释放氯气（可循环用于氯化反应）。
  核心反应：
  $$ \textMgCl}_2 (\text熔融}) \xrightarrow\text电解}} \textMg} + \textCl}_2↑ $$

• 主要工艺分支

  • 道乌法（DOW工艺）：以海水为原料，部分脱水氯化镁直接电解，副产氯气回收利用。
  • 光卤石法：电解光卤石（KCl·MgCl?·6H?O）脱水后的熔融物。
  • Magnola工艺：利用蛇纹石尾渣中的硅酸镁，通过酸浸、脱水制备高纯度氯化镁。

3.优缺点

• 优点：能耗低（约10–15 kWh/kg）、连续生产、适合大规模工业应用。
• 缺点：需严格脱水（水会水解生成MgO杂质）、设备腐蚀严重、氯气处理复杂。

二、热还原法（硅热法）

以白云石（CaCO?·MgCO?）为原料，通过硅铁（FeSi）还原氧化镁制取金属镁，适用于中小规模生产。

1.工艺流程

• 白云石煅烧：在1200℃下煅烧生成煅白（CaO·MgO）。
• 还原反应：煅白与硅铁混合，在真空还原炉中1150–1200℃下反应生成镁蒸气，冷凝后得结晶镁。
  核心反应：
  $$ 2(\textCaO}·\textMgO}) + \textFeSi} → 2\textMg}↑ + \textCa}_2\textSiO}_4 + \textFe} $$

2.工艺分支

• 皮江法（Pidgeon法）：固态还原，真空度1–10 Pa，设备简单但热效率低。
• 半连续法（Magnetherm法）：熔融还原，温度1600℃，真空度4655 Pa，产能更高（单炉年产2500吨）但能耗大（1.1–1.15万kWh/吨）。

3.优缺点

• 优点：原料丰富（白云石）、投资低、镁纯度高达99.95%。
• 缺点：间歇生产、能耗高（约40 kWh/kg）、污染严重（废气含CO?）。

三、其他技巧

• 碳热还原法
  高温下用碳还原氧化镁，但需2000℃以上且杂质多，工业应用较少。
• 铝热还原法
  以铝粉还原氧化镁，适用于锶、钡等金属的联产。

四、应用与动向

• 电解法主导：发达民族80%以上采用电解法（如挪威海德鲁、以色列死海镁厂）。
• 中国现状：早期以皮江法为主（占90%），近年逐步转向电解法（如青海盐湖提镁项目）。
• 技术优化：新型脱水技术（如*气氛脱水）、电解槽结构改进（如立式多极槽）提升效率。

参考来源：电解法、热还原法、海水提镁。