20世紀(jì)90年代中期以來，為適應(yīng)全球可持續(xù)發(fā)展的要求，鎂及鎂合金的研發(fā)及應(yīng)用進(jìn)入高速增長期。在此期間，憑借資源、能源和成本優(yōu)勢，中國鎂工業(yè)發(fā)展強(qiáng)勁，迅速控制了全球原鎂的供應(yīng)。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2003年中國鎂產(chǎn)品出口量29.8萬t，約占全球總發(fā)貨量的66.6％。

??? 中國原鎂產(chǎn)量的98％是經(jīng)由硅熱還原或稱做Pidgeon Process的方法生產(chǎn)的，并被預(yù)測是未來中國最主要的金屬鎂生產(chǎn)方式。有關(guān)專家擔(dān)心，如果不能保證高質(zhì)量和相對穩(wěn)定的原料供給，鎂應(yīng)用產(chǎn)業(yè)很可能出現(xiàn)整體萎縮。因而，部署在中國各地鎂廠的臥式皮江法還原裝置，就是不能不受到人們的強(qiáng)烈關(guān)注。這種生產(chǎn)設(shè)施具有工藝路線簡單，工藝參數(shù)較易調(diào)控的優(yōu)點(diǎn)，然而也具有還原過程傳質(zhì)傳熱差，熱效率低的明顯弱點(diǎn)，從而限制了皮江法鎂廠的生產(chǎn)規(guī)模。

??? 1 皮江法煉鎂的熱化學(xué)

??? 　　皮江法煉鎂的熱還原反應(yīng)是在臥式原罐中進(jìn)行的，總反應(yīng)的化學(xué)計量方程由（1）式給出：

??? 　　2MgO·2CaO+Si(Fe)→Ca2SiO4+2Mg+Fe （1）

??? 　　反應(yīng)式（1）的自由能函數(shù)ΔG與溫度T的關(guān)系由式（2）給出：

??? 　　ΔG=115600+11.74TlogT-100.38T （2）

??? 　　反應(yīng)熱ΔH與溫度T的關(guān)系見（3）式：

??? 　　ΔH=115600-5.098T（3）

??? 　　由（2）式可知此還原反應(yīng)的臨界溫度Tc。若使反應(yīng)（1）正向進(jìn)行，反應(yīng)溫度必須大于臨界值Tc，溫度越高，或提高反應(yīng)速度越顯著，反應(yīng)（1）就越能夠進(jìn)行到底。真實(shí)的還原過程是在真空下進(jìn)行的，這樣一來大大降低了臨界溫度Tc，并提供了鎂蒸氣的傳輸通道，但也降低了反應(yīng)物料的熱傳遞效率，并形成皮江法生產(chǎn)中復(fù)雜及其特殊的真空熱還原機(jī)理。