镁与镁合金的发展历程

金属镁的发现与铝的发现有着惊人的相似性。早在17世纪人们就怀疑在某些未知成分的矿石（含有氧化镁和氧化铝的矿石）中存在某些金属元素。法国科学家Antoine Lavosier当时从理论上推断氧化铝矿石中存在一种新的金属，由于金属与氧的结合强度太高，无法采用当时已知的还原剂或碳将其还原出来。英国化学家Sir Humphrey Davy认为氧化镁与氧化铝的情况类似，并于1808年证实了这个想法，当时他从镁和汞的混合氧化物中提炼出来镁汞剂，然后制备出少量含有杂质的金属镁。1828年法国科学家A.Bussy以钾还原无水氯化镁制备出了金属镁。1883年Michael Fraraday首次通过电解还原氯化镁制备出纯镁。1852年德国科学家Robert Bunsen在世界上建立起了第一座用于电解无水氯化镁的电解池。1886年德国Griesheim Elektron公司在Stassfurt建立起了世界上第一家镁厂，该厂采用的是由Fischer和Greatzel发明的Bunsen电解池，以从光卤石中提炼钾时的副产物氯化镁盐卤为原料。后来，该厂迁移到德国的Bitterfeid，其员工Pistor和Moschel发明了一种高效连续生产无水氯化镁的新工艺。1860年，Johnson Matthey和Coin Man-chester开始在英国采用类似的方法制备镁。1896年，Chemische-FabrikGriesheim-Elektron公司和铝镁Fabrik公司联合收购电解镁工艺，直到1914—1915年，它仍是全世界金属镁的最主要的生产商之一。1916年美国陶氏化学公司建立起了自己的第一家电解氯化镁生产镁的工厂。

第一次世界大战前，美国所有的镁都是由欧洲提供的，当时价格很高，每磅达到5美元。一些美国大型企业公司就纷纷试制镁，但仅美国制镁股份有限公司（Magnesium Manufacturing Corporation）和陶氏化学公司（The Dow Chemical Compa-ny）试制成功。1920年美国铝业公司收购了美国制镁股份有限公司，虽然美国铝业已经取得了氧化池法制备镁的专利，但此法不能与电解氯化镁制镁法相比，美国依然普遍采用熔融电解氯化镁工艺制镁。当时，陶氏化学公司是美国制镁业的支柱，第二次世界大战前几年成了美国唯一的镁生产商。20世纪30年代，德国I.G.Farben工业公司发明了采用竖炉制备无水氯化镁的工艺。第二次世界大战期间，热还原法生产镁的技术迅速发展起来。在此期间，意大利Amati和Ravelli发明了真空高温炉内用硅铁还原白云石来生产镁的工艺。同期，奥地利发明了用碳直接还原氧化镁生产镁的Hansgirg技术。此后，加拿大Pidgeon博士及其合作者发明了在外热式真空蒸馏罐内用硅铁还原白云石制镁的新工艺。第二次世界大战后，Hansgirg技术被淘汰，其他两种工艺仍用于工业化生产。20世纪五六十年代，法国Pechin-ey-Ugine Kuhlman发明了一种热镁技术，即使用硅铁或铝作为还原剂，在大型内热炉内还原白云石半连续制取金属镁的新技术，该法被称为Manetherm工艺，西方国家用镁热技术生产镁的产量占镁总产量的1/2以上。

1999年，世界主要生产镁的国家有美国、加拿大、中国、俄罗斯、挪威、以色列等国，所占世界总产量的比例分别为22%、23%、16%、13%、9%、6%。诺斯克·海德鲁（Norsk Hydro）公司成为世界最大的镁生产商，其在加拿大和挪威的镁厂的产量超过世界总产量的1/4。

美国是世界镁生产和消费的大国，陶氏化学公司在1999年以前，是世界镁生产的霸主，统治镁市场几十年。1998年11月，由于受到国内外镁生产厂的冲击及8、9月间飓风和暴风雨的袭击，陶氏化学公司宣布关闭其在得克萨斯自由港的镁厂，结束了陶氏化学公司在镁工业上80多年的生产历史。现在美国国内镁的生产商为美国镁业公司MCA（MagnesiumCorporation of America）、美国铝业公司ALCOA（Aluminium Company of America）等厂商。(www.xing528.com)

俄罗斯索里卡姆斯克镁厂位于俄罗斯中乌拉尔地区，是独联体最大的生产商品镁和镁基轻合金的冶金企业。电解光卤石生产镁，副产品氯气同时生产稀土产品。年产金属镁约2万t，副产钾肥，回收的次氯酸钙可作漂白剂。

我国镁工业经历了44年的发展，前30年靠国家投资，唯一的抚顺铝厂镁车间采用菱镁矿氯化电解法生产，镁产量始终徘徊在300t/年上下，20世纪80年代中末期以来，利用与国外技术交流经验并结合国内20世纪70年代皮江法炼镁科技成果，由小到大的滚动发展使我国镁生产能力大幅度增长，自1992年以来逐年扩大出口，今天已成为世界镁的产能、产量和出口量居首位的大国，但不是强国，还要不断地努力。中国镁业是第一个五年计划期间156项重点建设项目之一，在抚顺铝厂内建立的镁车间于1957年建成投产，至1987年的30年间，抚顺铝厂肩负着全国镁的生产重任，积累了丰富的经验，为中国镁业做出了重要贡献。1966—1980年为打破国外对中国镁的封锁，并为改变我国镁的面貌，投巨资组织技术攻关和为采用先进技术开展过引进谈判等做了大量工作。但我国在镁工业发展方面还存在很多问题，主要是：原镁生产厂家多，规模小且分散，技术比较落后，产品质量不够稳定；出口产品大多是初级原料，价格低、利润低、效益很差；高性能镁合金及高质量镁合金产品的研制水平远远落后于国外许多国家，在很多领域仍是空白，难以满足日益增长的需求；缺少先进的制备及加工技术；应用研究发展还不够。