吉林省独树一帜的镁粉镁粒厂维多利讲述金属镁还原四氯化锆制取海绵锆

鹤壁市维多利金属有限公司是最大生产厂家，主要产品有多种规格的金属、镁粒、钝化镁粉、特种钙镁合金、钙棒、钙粒钙丝钙线、镁脱硫剂、纯钙线实芯包芯线，年生产能力60000吨，其中镁粉50000万吨，特种钙镁合金、纯钙线、纯钙实芯包芯线及其制品10000吨。联系电话：***。

　　于氩气气氛中，用金属镁还原四氯化锆制取海绵锆的金属锆生产方法，又称克劳尔法。还原产物经锆真空蒸馏分离除去其他组分后即可获得海绵锆。
　　此法于1944年由美国矿务局(U．S．BureauofMine!)的克劳尔(w．J．Kroll)首先研究成功，1950年用于工业生产。中国于1957年首次用这种方法制得金属锆，1964年用它生产原子能级的锆厂投产。这种方法仍是世界各国现今生产海绵锆的重要方法，一般生产规模为年产海绵锆2000～3000t。
　　原理：四氯化锆镁还原是在多元系ZrCl4－Mg－zr－MgCl2－ZrCl3－ZrCl2中进行的，为多相反应，还原过程和镁热还原法生产海绵钛相似。其总反应式为：ZrCl4(g)＋2Mg(1)→Zr(s)＋2MgCl2(1)反应伴随着物料的熔融、挥发、传热、传质、浸润等的进行，海绵锆的生成可分为三个阶段。
　　在第一阶段中，四氯化锆与镁液反应，生成金属锆和MgCl2，使镁液的湿润性提高，镁液不断露出自由面而进行气(ZrCl4)一液(Mg)反应。生成的锆沉入反应器底部，随后生成的锆在其熔体表面聚集长大。由于镁液沿器壁上爬行，生成的锆都粘结在器壁表面上。
　　在第二阶段中，足量的镁使反应速度加快，反应区温度增高，此时主要在熔体表面进行气(ZrCl4)一液(Mg)和气(ZrCl4)一气(Mg)反应。随着镁液的消耗，镁液自由面消失，反应进入第三阶段。
　　到第三阶段时，生成的锆占据反应器的大部分容积，剩余的镁液通过海绵锆的毛细孔上移而与气态ZrCl4继续反应，MgCI。顺毛细孔流下，海绵锆成为金属镁和MgCl2的迁移载体。由于镁的减少和它在毛细孔中扩散速度的下降，反应速度变慢。当镁消耗65％～70％时还原反应结束。
　　在反应后期，常会出现由于镁供应不足，ZrCl4被还原成活性大而易燃的低价氯化物(ZrCl2和ZrCl3)的情况，这些锆的低价氯化物俗称黑粉。