JPS6366371B2 - - Google Patents
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- JPS6366371B2 JPS6366371B2 JP6802581A JP6802581A JPS6366371B2 JP S6366371 B2 JPS6366371 B2 JP S6366371B2 JP 6802581 A JP6802581 A JP 6802581A JP 6802581 A JP6802581 A JP 6802581A JP S6366371 B2 JPS6366371 B2 JP S6366371B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/22—Obtaining magnesium
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、金属マグネシウムの製造方法に係
り、更に詳細には酸化マグネシウムを熱還元して
低コストにて高品位の金属マグネシウムを製造す
るための改良された金属マグネシウムの製造方法
に係る。 熱還元法による金属マグネシウムの製造方法と
しては、炭素還元法（ハンスギルグ法等）、カー
バイド還元法（ムレツクス法等）、シリコン還元
法（ピジヨン法、イーゲー法、マグネサーム法
等）がある。この内炭素還元法及びカーバイド還
元法はそれにより得られる金属マグネシウムの品
位が低いこと及び製造原価が高いことから1945年
以降実用に供されてはいない。またシリコン還元
法は現在も使用されているが、金属マグネシウム
１トンを製造するのに電力を16000〜2000kWhも
要するため、それにより得られる金属マグネシウ
ムが高価格のものとなるという欠点がある。 周知の如く、炭素還元法は下記の反応式(1)に従
つて酸化マグネシウムと炭素とを高温にて反応さ
せ、この反応により生じた金属マグネシウムの蒸
気を急冷することにより、金属マグネシウムの固
体を得る方法である。 ＜MgO＞＋＜Ｃ＞（Mg）＋（CO） (1) この反応により得られる金属マグネシウムの形
態は、周知の如く0.1〜0.6μの微粉末（ダスト）
であるためその捕集と生成粉末の後処理が困難で
あるという欠点がある。また炭素還元法に於て
は、高温度にて発生した金属マグネシウムは反応
式(1)に従つて逆反応を起こし易いので、金属マグ
ネシウムの捕集に際しそれを急速冷却する必要が
ある。この金属マグネシウムの急速冷却法として
は、水素又は天然ガスを用いた気体冷却法と、末
広ノズルを利用した自己断熱冷却法とがあり、気
体冷却法に於ては多量の冷却剤を要するため金属
マグネシウムの製造コストが高くなるという欠点
があり、また自己断熱冷却法に於ては金属マグネ
シウムが微粉末となること及び逆反応を防止し、
高品位のマグネシウムを得るためには、高真空
（0.1〜0.3Torr）が必要であり、そのため大容量
の真空ポンプが必要であるのみならず、それによ
り消費されるエネルギーが大きいという欠点があ
る。 またカーバイド還元法は還元剤として炭化カル
シウム（CaC2）を用いて酸化マグネシウムを熱
還元する方法である。この方法によれば上述の炭
素還元法に於けると同様金属マグネシウムを得る
ことができるが、このカーバイド還元法に於て
は、炭化カルシウムの価格が高く、還元反応後残
渣として多量の酸化カルシウムが発生し、また生
成する金属マグネシウムの品位も低いという欠点
がある。 本発明は、従来の熱還元法による金属マグネシ
ウムの製造方法の上述の如き欠点に鑑み、低コス
トにて高品位のクラウン状金属マグネシウムを製
造することのできる改良された金属マグネシウム
の製造方法を提供することを主要な目的としてい
る。 本発明の他の一つの目的は、還元反応による残
渣が殆ど発生することのない改良された金属マグ
ネシウムの製造方法を提供することである。 本発明の更に他の一つの目的は、自己断熱冷却
法により金属マグネシウムを捕集する場合にも高
度の真空を創成する必要のない改良された金属マ
グネシウムの製造方法を提供することである。 これらの目的は、本発明によれば、酸化マグネ
シウムと、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、
酸化ボロン、二酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化
チタン、及びこれらの組合せよりなる群より選択
された重量比で酸化マグネシウム100に対し10％
以下の酸化物と、該酸化物と当モル量以上の炭素
とを含む実質的に均一な混合物を形成し、これを
還元炉内にて実質的に５〜200Torrの減圧下にて
1600℃以上の温度に加熱することを含んでいるこ
とを特徴とする金属マグネシウムの製造方法、及
び酸化マグネシウムと、金属カルシウム、金属ア
ルミニウム、金属ボロン、及びこれらの組合せよ
りなる群より選択された重量比で酸化マグネシウ
ム100に対し５％以下の金属と、該金属と当モル
量以上の炭素とを含む実質的に均一な混合物を形
成し、これを還元炉内にて実質的に５〜200Torr
の減圧下にて1600℃以上の温度に加熱することを
含んでいることを特徴とする金属マグネシウムの
製造方法によつて達成される。 本発明の一つの詳細な特徴によれば、炭化物形
成用添加剤として添加される酸化物若しくは金属
は、還元炉により加熱されることによりその還元
炉内に於て炭化物と一部金属とを形成し、その炭
化物と金属とによつて酸化マグネシウムが効果的
に還元されるのみならず、その炭化物は酸化マグ
ネシウムを還元した後酸化物に戻り、再び炭化物
形成用添加剤として作用するので、酸化物及び金
属の添加量はそれぞれ１〜５％、0.5〜３％程度
の少量であつてよい。 また本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、
酸化マグネシウムと酸化物若しくは金属と炭素と
の混合物の加熱温度は1600℃以上のいずれの温度
であつてもよいが、熱エネルギの節約及び炉体保
護のためには2000℃以下であるのが好ましい。 更に本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、
酸化マグネシウムの粒子と炭素粉末又は粒子とを
充分に密着させ、また自己断熱冷却法により金属
マグネシウムを捕集する場合にブリケツトが破壊
して粒子が飛散するのを防止すべく、酸化マグネ
シウムと酸化物若しくは金属と炭素とよりなる混
合物を団塊状に形成することが好ましい。この場
合、1600℃以上で液相となる酸化ボロン、酸化マ
グネシウムと二酸化ケイ素との混合物、及び／又
は酸化マグネシウムと二酸化ケイ素と酸化カルシ
ウムとの混合物が存在すれば、粒子の飛散防止効
果は更に一層向上する。 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。 上述の如く、本発明による金属マグネシウムの
製造方法は、カルシウム、アルミニウム、ボロ
ン、ケイ素、バリウム、及び／又はチタンの炭化
物を還元炉内にて発生させ、この炭化物にて酸化
マグネシウムを還元することを最大の特徴とする
ものである。かかる本発明による金属マグネシウ
ムの製造方法に於て、いかなる圧力及び温度条件
下にあれば炭化物が生成し、生成した炭化物によ
り酸化マグネシウムの還元が行なわれるかについ
て、酸化カルシウムと炭素とを添加する場合を例
にとり説明する。 酸化カルシウム及び炭素を添加する場合に生じ
ると考えられる反応は以下の通りである。 酸化カルシウムと炭素とが反応して炭化カルシ
ウムを生成する反応： ＜CaO＞＋３＜Ｃ＞＜CaC2＞＋（CO） (2) 炭化カルシウムが酸化マグネシウムを還元する
反応： ３＜MgO＞＋＜CaC2＞ ３（Mg）＋＜CaO＞＋２（CO） (4) ＜MgO＞＋＜CaC2＞ （Mg）＋＜CaO＞＋２＜Ｃ＞ (3) 上記各反応は熱力学の第二法則に従い、その自
由エネルギーΔFが負になつた時右へ進行する。
この場合自由エネルギーΔFは次式にて与えられ
る。 ΔF＝ΔF゜＋Ｒ（Ｔ＋273）lnKp ここにΔF゜は標準自由エネルギーであり、Ｒは
気体定数であり、Ｔは温度（℃）であり、Kpは
圧力の平衡定数である。 上記反応式(2)〜(4)の20Torrに於ける自由エネ
ルギーΔFと温度Ｔ（℃）との関係を第１図に示
す。この第１図より解る如く、圧力（炉内圧力）
20Torrに於ては、1600℃以上の温度に於て反応
式(2)の反応が起り、続いて反応式(3)及び(4)の反応
が起る。 また反応式(2)〜(4)自由エネルギーΔFの符号と
温度及び圧力との関係を第２図に示す。この第２
図より、反応式(2)は温度が1600℃の場合には
10Torr以下の圧力下に於て右へ進行し、また
2000℃の場合には1000Torr以下の圧力下に於て
右へ進行することが解る。同様に、反応式(3)は
1600℃の場合には10Torr以下の圧力下に於て、
また2000℃の場合には200Torr以下の圧力下に於
てそれぞれ右へ進行し、反応式(4)は1600℃の場合
には100Torr以下の圧力下に於て、また2000℃の
場合には1000Torr以下の圧力下に於てそれぞれ
右へ進行することが解る。 また酸化アルミニウムと炭素とを添加した場合
及び酸化ボロンと炭素とを添加した場合に発生す
る反応はそれぞれ以下の反応式(5)〜(9)に示される
通りであり、上述の反応式(2)〜(4)の場合と同様の
手続きにより、これらの反応式についても同様に
反応が右へ進行する温度と圧力との関係が求めら
れる。 ２＜Al2O3＞＋９＜Ｃ＞ ＜Al4C3＞＋６（CO） (5) ６＜MgO＞＋＜Al4C3＞ ６（Mg）＋２＜Al2O3＞＋３＜Ｃ＞ (6) ９＜MgO＞＋＜Al4C3＞ ９（Mg）＋２＜Al2O3＞＋３（CO） (7) ２＜B2O3＞＋７＜Ｃ＞ ＜B4C＞＋６（CO） (8) ６＜MgO＞＋＜B4C＞ ６（Mg）＋２＜B2O3＞＋＜Ｃ＞ (9) 以上の各反応式(2)〜(9)について、その反応が右
へ進行する温度と圧力との関係を表１に示す。
り、更に詳細には酸化マグネシウムを熱還元して
低コストにて高品位の金属マグネシウムを製造す
るための改良された金属マグネシウムの製造方法
に係る。 熱還元法による金属マグネシウムの製造方法と
しては、炭素還元法（ハンスギルグ法等）、カー
バイド還元法（ムレツクス法等）、シリコン還元
法（ピジヨン法、イーゲー法、マグネサーム法
等）がある。この内炭素還元法及びカーバイド還
元法はそれにより得られる金属マグネシウムの品
位が低いこと及び製造原価が高いことから1945年
以降実用に供されてはいない。またシリコン還元
法は現在も使用されているが、金属マグネシウム
１トンを製造するのに電力を16000〜2000kWhも
要するため、それにより得られる金属マグネシウ
ムが高価格のものとなるという欠点がある。 周知の如く、炭素還元法は下記の反応式(1)に従
つて酸化マグネシウムと炭素とを高温にて反応さ
せ、この反応により生じた金属マグネシウムの蒸
気を急冷することにより、金属マグネシウムの固
体を得る方法である。 ＜MgO＞＋＜Ｃ＞（Mg）＋（CO） (1) この反応により得られる金属マグネシウムの形
態は、周知の如く0.1〜0.6μの微粉末（ダスト）
であるためその捕集と生成粉末の後処理が困難で
あるという欠点がある。また炭素還元法に於て
は、高温度にて発生した金属マグネシウムは反応
式(1)に従つて逆反応を起こし易いので、金属マグ
ネシウムの捕集に際しそれを急速冷却する必要が
ある。この金属マグネシウムの急速冷却法として
は、水素又は天然ガスを用いた気体冷却法と、末
広ノズルを利用した自己断熱冷却法とがあり、気
体冷却法に於ては多量の冷却剤を要するため金属
マグネシウムの製造コストが高くなるという欠点
があり、また自己断熱冷却法に於ては金属マグネ
シウムが微粉末となること及び逆反応を防止し、
高品位のマグネシウムを得るためには、高真空
（0.1〜0.3Torr）が必要であり、そのため大容量
の真空ポンプが必要であるのみならず、それによ
り消費されるエネルギーが大きいという欠点があ
る。 またカーバイド還元法は還元剤として炭化カル
シウム（CaC2）を用いて酸化マグネシウムを熱
還元する方法である。この方法によれば上述の炭
素還元法に於けると同様金属マグネシウムを得る
ことができるが、このカーバイド還元法に於て
は、炭化カルシウムの価格が高く、還元反応後残
渣として多量の酸化カルシウムが発生し、また生
成する金属マグネシウムの品位も低いという欠点
がある。 本発明は、従来の熱還元法による金属マグネシ
ウムの製造方法の上述の如き欠点に鑑み、低コス
トにて高品位のクラウン状金属マグネシウムを製
造することのできる改良された金属マグネシウム
の製造方法を提供することを主要な目的としてい
る。 本発明の他の一つの目的は、還元反応による残
渣が殆ど発生することのない改良された金属マグ
ネシウムの製造方法を提供することである。 本発明の更に他の一つの目的は、自己断熱冷却
法により金属マグネシウムを捕集する場合にも高
度の真空を創成する必要のない改良された金属マ
グネシウムの製造方法を提供することである。 これらの目的は、本発明によれば、酸化マグネ
シウムと、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、
酸化ボロン、二酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化
チタン、及びこれらの組合せよりなる群より選択
された重量比で酸化マグネシウム100に対し10％
以下の酸化物と、該酸化物と当モル量以上の炭素
とを含む実質的に均一な混合物を形成し、これを
還元炉内にて実質的に５〜200Torrの減圧下にて
1600℃以上の温度に加熱することを含んでいるこ
とを特徴とする金属マグネシウムの製造方法、及
び酸化マグネシウムと、金属カルシウム、金属ア
ルミニウム、金属ボロン、及びこれらの組合せよ
りなる群より選択された重量比で酸化マグネシウ
ム100に対し５％以下の金属と、該金属と当モル
量以上の炭素とを含む実質的に均一な混合物を形
成し、これを還元炉内にて実質的に５〜200Torr
の減圧下にて1600℃以上の温度に加熱することを
含んでいることを特徴とする金属マグネシウムの
製造方法によつて達成される。 本発明の一つの詳細な特徴によれば、炭化物形
成用添加剤として添加される酸化物若しくは金属
は、還元炉により加熱されることによりその還元
炉内に於て炭化物と一部金属とを形成し、その炭
化物と金属とによつて酸化マグネシウムが効果的
に還元されるのみならず、その炭化物は酸化マグ
ネシウムを還元した後酸化物に戻り、再び炭化物
形成用添加剤として作用するので、酸化物及び金
属の添加量はそれぞれ１〜５％、0.5〜３％程度
の少量であつてよい。 また本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、
酸化マグネシウムと酸化物若しくは金属と炭素と
の混合物の加熱温度は1600℃以上のいずれの温度
であつてもよいが、熱エネルギの節約及び炉体保
護のためには2000℃以下であるのが好ましい。 更に本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、
酸化マグネシウムの粒子と炭素粉末又は粒子とを
充分に密着させ、また自己断熱冷却法により金属
マグネシウムを捕集する場合にブリケツトが破壊
して粒子が飛散するのを防止すべく、酸化マグネ
シウムと酸化物若しくは金属と炭素とよりなる混
合物を団塊状に形成することが好ましい。この場
合、1600℃以上で液相となる酸化ボロン、酸化マ
グネシウムと二酸化ケイ素との混合物、及び／又
は酸化マグネシウムと二酸化ケイ素と酸化カルシ
ウムとの混合物が存在すれば、粒子の飛散防止効
果は更に一層向上する。 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。 上述の如く、本発明による金属マグネシウムの
製造方法は、カルシウム、アルミニウム、ボロ
ン、ケイ素、バリウム、及び／又はチタンの炭化
物を還元炉内にて発生させ、この炭化物にて酸化
マグネシウムを還元することを最大の特徴とする
ものである。かかる本発明による金属マグネシウ
ムの製造方法に於て、いかなる圧力及び温度条件
下にあれば炭化物が生成し、生成した炭化物によ
り酸化マグネシウムの還元が行なわれるかについ
て、酸化カルシウムと炭素とを添加する場合を例
にとり説明する。 酸化カルシウム及び炭素を添加する場合に生じ
ると考えられる反応は以下の通りである。 酸化カルシウムと炭素とが反応して炭化カルシ
ウムを生成する反応： ＜CaO＞＋３＜Ｃ＞＜CaC2＞＋（CO） (2) 炭化カルシウムが酸化マグネシウムを還元する
反応： ３＜MgO＞＋＜CaC2＞ ３（Mg）＋＜CaO＞＋２（CO） (4) ＜MgO＞＋＜CaC2＞ （Mg）＋＜CaO＞＋２＜Ｃ＞ (3) 上記各反応は熱力学の第二法則に従い、その自
由エネルギーΔFが負になつた時右へ進行する。
この場合自由エネルギーΔFは次式にて与えられ
る。 ΔF＝ΔF゜＋Ｒ（Ｔ＋273）lnKp ここにΔF゜は標準自由エネルギーであり、Ｒは
気体定数であり、Ｔは温度（℃）であり、Kpは
圧力の平衡定数である。 上記反応式(2)〜(4)の20Torrに於ける自由エネ
ルギーΔFと温度Ｔ（℃）との関係を第１図に示
す。この第１図より解る如く、圧力（炉内圧力）
20Torrに於ては、1600℃以上の温度に於て反応
式(2)の反応が起り、続いて反応式(3)及び(4)の反応
が起る。 また反応式(2)〜(4)自由エネルギーΔFの符号と
温度及び圧力との関係を第２図に示す。この第２
図より、反応式(2)は温度が1600℃の場合には
10Torr以下の圧力下に於て右へ進行し、また
2000℃の場合には1000Torr以下の圧力下に於て
右へ進行することが解る。同様に、反応式(3)は
1600℃の場合には10Torr以下の圧力下に於て、
また2000℃の場合には200Torr以下の圧力下に於
てそれぞれ右へ進行し、反応式(4)は1600℃の場合
には100Torr以下の圧力下に於て、また2000℃の
場合には1000Torr以下の圧力下に於てそれぞれ
右へ進行することが解る。 また酸化アルミニウムと炭素とを添加した場合
及び酸化ボロンと炭素とを添加した場合に発生す
る反応はそれぞれ以下の反応式(5)〜(9)に示される
通りであり、上述の反応式(2)〜(4)の場合と同様の
手続きにより、これらの反応式についても同様に
反応が右へ進行する温度と圧力との関係が求めら
れる。 ２＜Al2O3＞＋９＜Ｃ＞ ＜Al4C3＞＋６（CO） (5) ６＜MgO＞＋＜Al4C3＞ ６（Mg）＋２＜Al2O3＞＋３＜Ｃ＞ (6) ９＜MgO＞＋＜Al4C3＞ ９（Mg）＋２＜Al2O3＞＋３（CO） (7) ２＜B2O3＞＋７＜Ｃ＞ ＜B4C＞＋６（CO） (8) ６＜MgO＞＋＜B4C＞ ６（Mg）＋２＜B2O3＞＋＜Ｃ＞ (9) 以上の各反応式(2)〜(9)について、その反応が右
へ進行する温度と圧力との関係を表１に示す。
【表】
尚、二酸化ケイ素、酸化バリウム、及び酸化チ
タンも酸化カルシウム等と同様の反応により酸化
マグネシウムを還元する。 またカルシウム、アルミニウム、及び／又はボ
ロンと炭素とを添加した場合に於けるそれらの金
属の炭化反応は下記の反応式(10)〜(12)に示される通
りであり、これらの反応式に於ては温度が室温以
上であれば自由エネルギーΔFは負であるので、
高温の還元炉内に於てはこれらの反応は速やかに
右に進行してそれぞれの炭化物を形成する。 ＜Ca＞＋２＜Ｃ＞＜CaC2＞ (10) ４＜Al＞＋３＜Ｃ＞＜Al4C3＞ (11) ４＜Ｂ＞＋＜Ｃ＞＜B4C＞ (12) 以上の考察及び表１より、本発明による金属マ
グネシウムの製造方法に於ける温度及び圧力は、
それぞれ1600℃以上、300Torr以下が妥当である
ことが解る。但し温度については熱損失、還元炉
の加熱装置の能力等の工業的実施上の制約から、
現在のところ1600〜2000℃であるのが好ましく、
また圧力については真空ポンプ等の排気系の能力
を考慮すれば、工業的実施に際しては５〜
200Torrであるのが好ましいものと考えられる。 次にカルシウム、アルミニウム、及び／又はボ
ロンなどの酸化物若しくは金属の添加量とそれら
の作用について説明する。従来のカーバイド還元
法に於ては重量比で酸化マグネシウムの1.5倍も
の炭化カルシウムを添加する必要があつた。本発
明による金属マグネシウムの製造方法に於ては、
炭化物形成用に添加される酸化物（CaO等）又は
金属（Ca等）は、還元炉内に於て炭素により還
元されて一旦炭化物（CaC2等）となるが、反応
式(3)、(4)、(6)、(7)、及び(9)より明らかである如
く、これらの炭化物は酸化マグネシウムを金属マ
グネシウムに還元した後酸化物（CaO等）に戻
り、再び炭化物形成用添加剤として作用する。従
つてこれら酸化物及び金属の添加量は、かかるリ
サイクルによる酸化マグネシウムの還元に要する
最小限の量でよく、またかかる少量の添加量であ
つても酸化マグネシウムが効果的に還元されるの
で、高品質の金属マグネシウムをクラウン状にて
得ることができる。 勿論酸化カルシウム等の酸化物についてはその
添加量が10％或いはそれ以上であつても充分純度
の高いクラウン状の金属マグネシウムを得ること
ができるが、その場合には残渣が金属マグネシウ
ム１トン当り0.05〜0.1トン或いはそれ以上も発
生するので、工業的実施に際しては酸化物の添加
量は10％以下、好ましくは５％以下であるのが望
ましい。また酸化物の添加量の下限値としては、
酸化物が0.5％しか添加されない場合であつても
酸化マグネシウムの還元反応は発生するが、その
場合得られる金属マグネシウムがダストとクラウ
ンとの混合物となるので、酸化物の添加量の下限
値は１％であるのが好ましい。また炭化物生成用
添加剤として金属を使用する場合は、酸化物につ
いて上述したのと同様の理由から、その添加量は
５％以下、好ましくは0.5〜３％であるのが好ま
しい。 また上述の酸化物若しくは金属を還元炉内に於
て炭化してそれらの炭化物を形成するために添加
される炭素は、それらの酸化物若しくは金属と当
モル量（酸化物若しくは金属の全てを炭化するに
必要充分なモル量）以上必要であるが、還元炉内
に於ける全炭素量が当モル量以上に維持されれば
よく、特に高純度の金属マグネシウムを能率よく
製造するためには、炭素の量は酸化マグネシウム
と等モル量以上であることが好ましく、更には金
属マグネシウムがバツチ式に製造される場合に
は、炭素の量は酸化マグネシウム＋酸化物若しく
は金属と等モル量以上であることが好ましい。ま
た炭素は粉末としてのみならず、その一部は塊
状、板状、棒状等にて添加されてもよい。 次に従来の炭素還元法により生成されるダスト
状の金属マグネシウムと、本発明による金属マグ
ネシウムの製造方法により生成されるクラウン状
の金属マグネシウムとの差異について説明する。 参考写真１は、酸化マグネシウムに炭素を添加
し、炉室内温度1800℃、炉室内圧力18Torr、真
空室圧力3.0Torrの実施条件にて従来の炭素還元
法により生成された捕集状態に於けるダスト状の
金属マグネシウムの外観写真、第３図はその中央
縦断面を３倍にて示す一部写真による解図的断面
図、第４図は前記中央縦断面図を400倍にて示す
顕微鏡写真である。また参考写真２は上記炭素還
元法に於けると同量の酸化マグネシウム及び炭素
に３％の酸化カルシウムを添加し、炉室内温度
1800℃、炉室内圧力25Torr、真空室圧力2.3Torr
の実施条件にて本発明の製造方法に従つて生成さ
れた捕集状態に於けるクラウン状の金属マグネシ
ウムの外観写真、第５図はそのクラウン状の金属
マグネシウムの中央縦断面を３倍にて示す一部写
真による解図的断面図、第６図は前記中央縦断面
を400倍にて示す顕微鏡写真である。尚これら第
３図及び第４図に於て、断面の部分は金属マグネ
シウム捕集板より収集した後の金属マグネシウム
の中央断面に於ける組織を示しており、また仮想
線は金属マグネシウム捕集板より収集する際に燃
焼その他によつて失われた部分のもとの外形線を
示している。 参考写真１に示されている如く、従来の炭素還
元法により生成される金属マグネシウムも一見ク
ラウンの如き外観を呈しているが、実際には0.1
〜0.6μのダスト状の金属マグネシウムが集積した
ものであり、その内部は第３図及び第４図に示さ
れている如くかなり粗なものである。これに対し
本発明の製造方法に従つて３％の酸化カルシウム
を添加して得られる金属マグネシウムは、参考写
真２に示されている如くクラウン状に発達してお
り、また第５図及び第６図に示されている如くそ
の内部の組織もかなり密であり且一様である。ま
たそのクラウンは第５図に示されている如く、炭
素還元法よるものに比べその高さが２倍（27.0
mm）でありその直径も小さい。 かくして本発明による金属マグネシウムの製造
方法にによれば高さが高く且直径の小さい高純度
のクラウン状の金属マグネシウムが得られるのは
次の理由によるものと考えられる。即ち酸化物と
炭素との反応は固相反応であり（但し酸化物が酸
化ボロン及び／又は二酸化ケイ素の場合には液相
反応である）、元素の拡散と化学反応（炭化反応、
還元反応）との組合せである。一般に、化学反応
は固相中の元素の拡散に比べて速いので、反応物
の拡散が律速状態となる。またこの場合微量の不
純物又は添加物が存在すれば、その不純物又は添
加物の関与により並列的な素過程が起り、化学反
応が促進されることはよく知られている。このこ
とを酸化マグネシウムの還元について見ると、従
来の炭素還元法に於ては酸化マグネシウムと炭素
との接触部に於ては直ちに酸化マグネシウムの還
元反応が発生するが、それ以降の還元反応はマグ
ネシウム又は炭素の原子拡散速度に支配されるの
で遅くなり、これによりダスト状の金属マグネシ
ウムが生成されるものと考えられる。一方本発明
による金属マグネシウムの製造方法に於ける如
く、例えば酸化カルシウムを添加した場合には、
酸化マグネシウムと炭素との直接反応よりも、そ
れらの間に反応式(2)にて示される反応が介在し、
この反応により生成される炭化カルシウムによつ
て酸化マグネシウムが還元される反応が優先し、
これにより凝集し易い金属マグネシウムが素早く
生成して、高さが高く且つ直径の小さいクラウン
状のものに成長するものと考えられる。尚、前述
の如く酸化物が酸化ボロン及び／又は二酸化ケイ
素の場合には、炭素との反応が液相反応となるの
で、酸化マグネシウムの還元反応はこれら以外の
酸化物の場合よりもより迅速に進行する。 次に本発明による金属マグネシウムの製造方法
に従つて行なわれた具体的実施例１〜９、及び比
較の目的で酸化物及び金属を添加しないで行なわ
れた具体的実施例10について説明する。 第７図は各実施例に於て使用された金属マグネ
シウム製造装置を一部破断して示す解図である。
図に於て１は還元炉であり、断熱材２により炉外
より断熱された状態にてヒータ３により炉室４内
が加熱されるようになつている。還元炉１の上方
には団塊原料を貯容する団塊原料装入用ホツパー
５が配置されており、該団塊原料装入用ホツパー
は炉室内へ供給される団塊原料６の量を制御する
制御弁７を介して該炉室内と連通している。炉室
４は還元炉１の側壁に設けられた末広ノズル８を
経て真空室９と連通しており、該真空室は真空ポ
ンプ１０により所定の減圧状態に維持されるよう
になつている。また真空室９内には金属マグネシ
ウム捕集板１１が末広ノズル５に整合して設けら
れており、これにより炉室４内に於て発生された
金属マグネシウムの蒸気が末広ノズル５により自
己断熱冷却され、高速にて金属マグネシウム捕集
板１１に衝突し、該金属マグネシウム捕集板１１
上にクラウン状の金属マグネシウム１２として捕
集されるようになつている。 上述の如き装置を用いて本発明の金属マグネシ
ウムの製造方法に従つて行なわれた実施例１〜５
及び比較の目的で酸化物及び金属を添加しないで
行なわれた実施例10の実施条件を表２に示し、ま
た実施例10に要した反応時間を１とした場合の他
の各実施例に要した反応時間の比率、得られた金
属マグネシウムの純度（％）、及び捕集状態を表
３に示す。
タンも酸化カルシウム等と同様の反応により酸化
マグネシウムを還元する。 またカルシウム、アルミニウム、及び／又はボ
ロンと炭素とを添加した場合に於けるそれらの金
属の炭化反応は下記の反応式(10)〜(12)に示される通
りであり、これらの反応式に於ては温度が室温以
上であれば自由エネルギーΔFは負であるので、
高温の還元炉内に於てはこれらの反応は速やかに
右に進行してそれぞれの炭化物を形成する。 ＜Ca＞＋２＜Ｃ＞＜CaC2＞ (10) ４＜Al＞＋３＜Ｃ＞＜Al4C3＞ (11) ４＜Ｂ＞＋＜Ｃ＞＜B4C＞ (12) 以上の考察及び表１より、本発明による金属マ
グネシウムの製造方法に於ける温度及び圧力は、
それぞれ1600℃以上、300Torr以下が妥当である
ことが解る。但し温度については熱損失、還元炉
の加熱装置の能力等の工業的実施上の制約から、
現在のところ1600〜2000℃であるのが好ましく、
また圧力については真空ポンプ等の排気系の能力
を考慮すれば、工業的実施に際しては５〜
200Torrであるのが好ましいものと考えられる。 次にカルシウム、アルミニウム、及び／又はボ
ロンなどの酸化物若しくは金属の添加量とそれら
の作用について説明する。従来のカーバイド還元
法に於ては重量比で酸化マグネシウムの1.5倍も
の炭化カルシウムを添加する必要があつた。本発
明による金属マグネシウムの製造方法に於ては、
炭化物形成用に添加される酸化物（CaO等）又は
金属（Ca等）は、還元炉内に於て炭素により還
元されて一旦炭化物（CaC2等）となるが、反応
式(3)、(4)、(6)、(7)、及び(9)より明らかである如
く、これらの炭化物は酸化マグネシウムを金属マ
グネシウムに還元した後酸化物（CaO等）に戻
り、再び炭化物形成用添加剤として作用する。従
つてこれら酸化物及び金属の添加量は、かかるリ
サイクルによる酸化マグネシウムの還元に要する
最小限の量でよく、またかかる少量の添加量であ
つても酸化マグネシウムが効果的に還元されるの
で、高品質の金属マグネシウムをクラウン状にて
得ることができる。 勿論酸化カルシウム等の酸化物についてはその
添加量が10％或いはそれ以上であつても充分純度
の高いクラウン状の金属マグネシウムを得ること
ができるが、その場合には残渣が金属マグネシウ
ム１トン当り0.05〜0.1トン或いはそれ以上も発
生するので、工業的実施に際しては酸化物の添加
量は10％以下、好ましくは５％以下であるのが望
ましい。また酸化物の添加量の下限値としては、
酸化物が0.5％しか添加されない場合であつても
酸化マグネシウムの還元反応は発生するが、その
場合得られる金属マグネシウムがダストとクラウ
ンとの混合物となるので、酸化物の添加量の下限
値は１％であるのが好ましい。また炭化物生成用
添加剤として金属を使用する場合は、酸化物につ
いて上述したのと同様の理由から、その添加量は
５％以下、好ましくは0.5〜３％であるのが好ま
しい。 また上述の酸化物若しくは金属を還元炉内に於
て炭化してそれらの炭化物を形成するために添加
される炭素は、それらの酸化物若しくは金属と当
モル量（酸化物若しくは金属の全てを炭化するに
必要充分なモル量）以上必要であるが、還元炉内
に於ける全炭素量が当モル量以上に維持されれば
よく、特に高純度の金属マグネシウムを能率よく
製造するためには、炭素の量は酸化マグネシウム
と等モル量以上であることが好ましく、更には金
属マグネシウムがバツチ式に製造される場合に
は、炭素の量は酸化マグネシウム＋酸化物若しく
は金属と等モル量以上であることが好ましい。ま
た炭素は粉末としてのみならず、その一部は塊
状、板状、棒状等にて添加されてもよい。 次に従来の炭素還元法により生成されるダスト
状の金属マグネシウムと、本発明による金属マグ
ネシウムの製造方法により生成されるクラウン状
の金属マグネシウムとの差異について説明する。 参考写真１は、酸化マグネシウムに炭素を添加
し、炉室内温度1800℃、炉室内圧力18Torr、真
空室圧力3.0Torrの実施条件にて従来の炭素還元
法により生成された捕集状態に於けるダスト状の
金属マグネシウムの外観写真、第３図はその中央
縦断面を３倍にて示す一部写真による解図的断面
図、第４図は前記中央縦断面図を400倍にて示す
顕微鏡写真である。また参考写真２は上記炭素還
元法に於けると同量の酸化マグネシウム及び炭素
に３％の酸化カルシウムを添加し、炉室内温度
1800℃、炉室内圧力25Torr、真空室圧力2.3Torr
の実施条件にて本発明の製造方法に従つて生成さ
れた捕集状態に於けるクラウン状の金属マグネシ
ウムの外観写真、第５図はそのクラウン状の金属
マグネシウムの中央縦断面を３倍にて示す一部写
真による解図的断面図、第６図は前記中央縦断面
を400倍にて示す顕微鏡写真である。尚これら第
３図及び第４図に於て、断面の部分は金属マグネ
シウム捕集板より収集した後の金属マグネシウム
の中央断面に於ける組織を示しており、また仮想
線は金属マグネシウム捕集板より収集する際に燃
焼その他によつて失われた部分のもとの外形線を
示している。 参考写真１に示されている如く、従来の炭素還
元法により生成される金属マグネシウムも一見ク
ラウンの如き外観を呈しているが、実際には0.1
〜0.6μのダスト状の金属マグネシウムが集積した
ものであり、その内部は第３図及び第４図に示さ
れている如くかなり粗なものである。これに対し
本発明の製造方法に従つて３％の酸化カルシウム
を添加して得られる金属マグネシウムは、参考写
真２に示されている如くクラウン状に発達してお
り、また第５図及び第６図に示されている如くそ
の内部の組織もかなり密であり且一様である。ま
たそのクラウンは第５図に示されている如く、炭
素還元法よるものに比べその高さが２倍（27.0
mm）でありその直径も小さい。 かくして本発明による金属マグネシウムの製造
方法にによれば高さが高く且直径の小さい高純度
のクラウン状の金属マグネシウムが得られるのは
次の理由によるものと考えられる。即ち酸化物と
炭素との反応は固相反応であり（但し酸化物が酸
化ボロン及び／又は二酸化ケイ素の場合には液相
反応である）、元素の拡散と化学反応（炭化反応、
還元反応）との組合せである。一般に、化学反応
は固相中の元素の拡散に比べて速いので、反応物
の拡散が律速状態となる。またこの場合微量の不
純物又は添加物が存在すれば、その不純物又は添
加物の関与により並列的な素過程が起り、化学反
応が促進されることはよく知られている。このこ
とを酸化マグネシウムの還元について見ると、従
来の炭素還元法に於ては酸化マグネシウムと炭素
との接触部に於ては直ちに酸化マグネシウムの還
元反応が発生するが、それ以降の還元反応はマグ
ネシウム又は炭素の原子拡散速度に支配されるの
で遅くなり、これによりダスト状の金属マグネシ
ウムが生成されるものと考えられる。一方本発明
による金属マグネシウムの製造方法に於ける如
く、例えば酸化カルシウムを添加した場合には、
酸化マグネシウムと炭素との直接反応よりも、そ
れらの間に反応式(2)にて示される反応が介在し、
この反応により生成される炭化カルシウムによつ
て酸化マグネシウムが還元される反応が優先し、
これにより凝集し易い金属マグネシウムが素早く
生成して、高さが高く且つ直径の小さいクラウン
状のものに成長するものと考えられる。尚、前述
の如く酸化物が酸化ボロン及び／又は二酸化ケイ
素の場合には、炭素との反応が液相反応となるの
で、酸化マグネシウムの還元反応はこれら以外の
酸化物の場合よりもより迅速に進行する。 次に本発明による金属マグネシウムの製造方法
に従つて行なわれた具体的実施例１〜９、及び比
較の目的で酸化物及び金属を添加しないで行なわ
れた具体的実施例10について説明する。 第７図は各実施例に於て使用された金属マグネ
シウム製造装置を一部破断して示す解図である。
図に於て１は還元炉であり、断熱材２により炉外
より断熱された状態にてヒータ３により炉室４内
が加熱されるようになつている。還元炉１の上方
には団塊原料を貯容する団塊原料装入用ホツパー
５が配置されており、該団塊原料装入用ホツパー
は炉室内へ供給される団塊原料６の量を制御する
制御弁７を介して該炉室内と連通している。炉室
４は還元炉１の側壁に設けられた末広ノズル８を
経て真空室９と連通しており、該真空室は真空ポ
ンプ１０により所定の減圧状態に維持されるよう
になつている。また真空室９内には金属マグネシ
ウム捕集板１１が末広ノズル５に整合して設けら
れており、これにより炉室４内に於て発生された
金属マグネシウムの蒸気が末広ノズル５により自
己断熱冷却され、高速にて金属マグネシウム捕集
板１１に衝突し、該金属マグネシウム捕集板１１
上にクラウン状の金属マグネシウム１２として捕
集されるようになつている。 上述の如き装置を用いて本発明の金属マグネシ
ウムの製造方法に従つて行なわれた実施例１〜５
及び比較の目的で酸化物及び金属を添加しないで
行なわれた実施例10の実施条件を表２に示し、ま
た実施例10に要した反応時間を１とした場合の他
の各実施例に要した反応時間の比率、得られた金
属マグネシウムの純度（％）、及び捕集状態を表
３に示す。
【表】
【表】
表３より解る如く、実施例10に於て得られた金
属マグネシウムはダスト状の金属マグネシウムの
集積体であり、マグネシウムの純度も78.5％と低
いものであつた。これは酸化物及び金属が添加さ
れなかつたこと及び真空室圧力が3.0Torrであり
炭素還元法に於ける自己断熱冷却に必要な真空度
（0.1〜0.3Torr）に比べ圧力が高かつたことの一
つと考えられる。これに対し本発明による金属マ
グネシウムの製造方法に従つて行なわれた実施例
１〜５により得られた金属マグネシウムはクラウ
ン状のものであり、しかもマグネシウム純度は
93.0〜95.0％とかなり高いものであつた。これは
添加された酸化物（CaO等）又は金属（Al）が
還元炉内に於て炭化され、その炭化物によつて酸
化マグネシウムが効果的に還元されたことによる
ものと考えられる。 尚酸化カルシウムと酸化アルミニウムと酸化ボ
ロンとを添加した場合、金属カルシウム及び金属
ボロンの組合せを添加した場合、更には実施例９
以外の酸化物と金属との組合せを添加した場合、
更には二酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化チタ
ン、又はこれらの組合せ、又はこれらと酸化カル
シウムなどとの組合せを添加した場合にも、それ
らが酸化マグネシウムの還元に対する作用効果が
同様であること考えれば、上述の各実施例１〜５
と同様の結果が得られるものと推測される。 以上の説明より、本発明による金属マグネシウ
ムの製造方法によれば、酸化マグネシウムの還元
剤として安価に入手できる酸化カルシウムの如き
酸化物と炭素とを使用することができ、それらよ
り還元炉内に於て形成される炭化物（と一部金
属）によつて酸化マグネシウムが還元されること
により、金属マグネシウムを収集に適したクラウ
ン状にて得ることができることが理解されよう。 また現行のピジヨン法に於て金属マグネシウム
１トンを得るのに必要な電力は16000〜
20000kWHであるのに対し、本発明による金属マ
グネシウムの製造方法に於ては12000kWh程度で
あり、消費電力を大きく低減し得るのみならず、
得られる金属マグネシウムの純度もピジヨン法に
於ける80〜85％に対し本発明による金属マグネシ
ウムの製造方法によれば90〜95％と高純度の金属
マグネシウムを得ることができる。 またピジヨン法に於ては装入原料の70〜80％が
残渣となり、またカーバイド還元法に於ては高価
な酸化カルシウムが還元されるべき炭化カルシウ
ムの1.5倍も必要であり、しかも炭化カルシウム
の添加量に相当する量の酸化カルシウムが残渣と
して発生するのに対し、本発明による金属マグネ
シウムの製造方法に於ては、炭化物形成用に添加
される酸化物（CaO等）又は金属（Ca等）は炭
素にて炭化され一旦炭化物（CaC2等）となるが、
酸化マグネシウムを金属マグネシウムに還元した
後酸化物（CaO等）に戻り、再び炭化物形成用添
加剤として作用するので、これらの添加剤を多量
に添加する必要もない。 更に、自己断熱冷却方式による炭素還元法に於
ては排気側の真空室圧力が0.1〜0.3Torrの如く高
度の真空度に維持される必要があるのに対し、本
発明による金属マグネシウムの製造方法によれば
排気側真空室圧力は炭素還元法の場合に比べはる
かに容易に得られる２〜30Torr程度でよく、従
つて真空系の必要能力が小さくて済むので、真空
の創成に要するエネルギーを節減し得るのみなら
ず、工業的実施を容易に行なうことができる。 更に、本発明による金属マグネシウムの製造方
法によれば、特に酸化物が酸化ボロン及び／又は
二酸化ケイ素の場合には炭素との反応が液相反応
となり、酸化マグネシウムの還元反応に要する時
間が従来の炭素還元法などの還元反応に要する時
間の約半分となるので、金属マグネシウムの生産
能率を大幅に向上させることができる。 以上に於ては本発明をそのいくつかの実施例に
ついて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではなく、本発明の範囲内に
て種々の修正ならびに省略が可能であることは当
業者にとつて明らかであろう。例えば、炭化物形
成用添加剤として酸化物が使用される場合には、
その一部がそれと当モル量の金属に置換えられて
よく、逆に炭化物形成用添加剤として金属が使用
される場合には、その一部がそれと当モル量の酸
化物に置換えられてよい。
属マグネシウムはダスト状の金属マグネシウムの
集積体であり、マグネシウムの純度も78.5％と低
いものであつた。これは酸化物及び金属が添加さ
れなかつたこと及び真空室圧力が3.0Torrであり
炭素還元法に於ける自己断熱冷却に必要な真空度
（0.1〜0.3Torr）に比べ圧力が高かつたことの一
つと考えられる。これに対し本発明による金属マ
グネシウムの製造方法に従つて行なわれた実施例
１〜５により得られた金属マグネシウムはクラウ
ン状のものであり、しかもマグネシウム純度は
93.0〜95.0％とかなり高いものであつた。これは
添加された酸化物（CaO等）又は金属（Al）が
還元炉内に於て炭化され、その炭化物によつて酸
化マグネシウムが効果的に還元されたことによる
ものと考えられる。 尚酸化カルシウムと酸化アルミニウムと酸化ボ
ロンとを添加した場合、金属カルシウム及び金属
ボロンの組合せを添加した場合、更には実施例９
以外の酸化物と金属との組合せを添加した場合、
更には二酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化チタ
ン、又はこれらの組合せ、又はこれらと酸化カル
シウムなどとの組合せを添加した場合にも、それ
らが酸化マグネシウムの還元に対する作用効果が
同様であること考えれば、上述の各実施例１〜５
と同様の結果が得られるものと推測される。 以上の説明より、本発明による金属マグネシウ
ムの製造方法によれば、酸化マグネシウムの還元
剤として安価に入手できる酸化カルシウムの如き
酸化物と炭素とを使用することができ、それらよ
り還元炉内に於て形成される炭化物（と一部金
属）によつて酸化マグネシウムが還元されること
により、金属マグネシウムを収集に適したクラウ
ン状にて得ることができることが理解されよう。 また現行のピジヨン法に於て金属マグネシウム
１トンを得るのに必要な電力は16000〜
20000kWHであるのに対し、本発明による金属マ
グネシウムの製造方法に於ては12000kWh程度で
あり、消費電力を大きく低減し得るのみならず、
得られる金属マグネシウムの純度もピジヨン法に
於ける80〜85％に対し本発明による金属マグネシ
ウムの製造方法によれば90〜95％と高純度の金属
マグネシウムを得ることができる。 またピジヨン法に於ては装入原料の70〜80％が
残渣となり、またカーバイド還元法に於ては高価
な酸化カルシウムが還元されるべき炭化カルシウ
ムの1.5倍も必要であり、しかも炭化カルシウム
の添加量に相当する量の酸化カルシウムが残渣と
して発生するのに対し、本発明による金属マグネ
シウムの製造方法に於ては、炭化物形成用に添加
される酸化物（CaO等）又は金属（Ca等）は炭
素にて炭化され一旦炭化物（CaC2等）となるが、
酸化マグネシウムを金属マグネシウムに還元した
後酸化物（CaO等）に戻り、再び炭化物形成用添
加剤として作用するので、これらの添加剤を多量
に添加する必要もない。 更に、自己断熱冷却方式による炭素還元法に於
ては排気側の真空室圧力が0.1〜0.3Torrの如く高
度の真空度に維持される必要があるのに対し、本
発明による金属マグネシウムの製造方法によれば
排気側真空室圧力は炭素還元法の場合に比べはる
かに容易に得られる２〜30Torr程度でよく、従
つて真空系の必要能力が小さくて済むので、真空
の創成に要するエネルギーを節減し得るのみなら
ず、工業的実施を容易に行なうことができる。 更に、本発明による金属マグネシウムの製造方
法によれば、特に酸化物が酸化ボロン及び／又は
二酸化ケイ素の場合には炭素との反応が液相反応
となり、酸化マグネシウムの還元反応に要する時
間が従来の炭素還元法などの還元反応に要する時
間の約半分となるので、金属マグネシウムの生産
能率を大幅に向上させることができる。 以上に於ては本発明をそのいくつかの実施例に
ついて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではなく、本発明の範囲内に
て種々の修正ならびに省略が可能であることは当
業者にとつて明らかであろう。例えば、炭化物形
成用添加剤として酸化物が使用される場合には、
その一部がそれと当モル量の金属に置換えられて
よく、逆に炭化物形成用添加剤として金属が使用
される場合には、その一部がそれと当モル量の酸
化物に置換えられてよい。
第１図は反応式(2)〜(4)の20Torrに於ける自由
エネルギーΔFと温度Ｔ（℃）との関係を示すグラ
フ、第２図は反応式(2)〜(4)自由エネルギーΔFの
符号と温度及び圧力との関係を示す図表、第３図
は従来の炭素還元法により生成された捕集状態に
於けるダスト状金属マグネシウムの中央縦断面を
３倍にて示す解図的断面図、第４図は前記中央縦
断面を400倍にて示す顕微鏡写真、第５図は本発
明による金属マグネシウムの製造方法に従つて生
成されたクラウン状金属マグネシウムの中央縦断
面を３倍にて示す解図的断面図、第６図は前記中
央縦断面を400倍にて示す顕微鏡写真、第７図は
具体的実施例１〜10の実施に使用された金属マグ
ネシウム製造装置を一部破断して示す解図、参考
写真１は従来の炭素還元法により生成された捕集
状態におけるダスト状金属マグネシウムの外観写
真、参考写真２は本発明による金属マグネシウム
の製造方法に従つて生成された捕集状態に於ける
クラウン状金属マグネシウムの外観写真である。 １……還元炉、２……断熱材、３……ヒータ、
４……炉室、５……団塊原料装入用ホツパー、６
……団塊原料、７……制御弁、８……末広ノズ
ル、９……真空室、１０……真空ポンプ、１１…
…金属マグネシウム捕集板、１２……金属マグネ
シウム。
エネルギーΔFと温度Ｔ（℃）との関係を示すグラ
フ、第２図は反応式(2)〜(4)自由エネルギーΔFの
符号と温度及び圧力との関係を示す図表、第３図
は従来の炭素還元法により生成された捕集状態に
於けるダスト状金属マグネシウムの中央縦断面を
３倍にて示す解図的断面図、第４図は前記中央縦
断面を400倍にて示す顕微鏡写真、第５図は本発
明による金属マグネシウムの製造方法に従つて生
成されたクラウン状金属マグネシウムの中央縦断
面を３倍にて示す解図的断面図、第６図は前記中
央縦断面を400倍にて示す顕微鏡写真、第７図は
具体的実施例１〜10の実施に使用された金属マグ
ネシウム製造装置を一部破断して示す解図、参考
写真１は従来の炭素還元法により生成された捕集
状態におけるダスト状金属マグネシウムの外観写
真、参考写真２は本発明による金属マグネシウム
の製造方法に従つて生成された捕集状態に於ける
クラウン状金属マグネシウムの外観写真である。 １……還元炉、２……断熱材、３……ヒータ、
４……炉室、５……団塊原料装入用ホツパー、６
……団塊原料、７……制御弁、８……末広ノズ
ル、９……真空室、１０……真空ポンプ、１１…
…金属マグネシウム捕集板、１２……金属マグネ
シウム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化マグネシウムと、酸化カルシウム、酸化
アルミニウム、酸化ボロン、二酸化ケイ素、酸化
バリウム、酸化チタン、及びこれらの組合せより
なる群より選択された重量比で酸化マグネシウム
100に対し10％以下の酸化物と、該酸化物と当モ
ル量以上の炭素とを含む実質的に均一な混合物を
形成し、これを還元炉内にて実質的に５〜
200Torrの減圧下にて1600℃以上の温度に加熱す
ることを含んでいることを特徴とする金属マグネ
シウムの製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の金属マグネシウムの
製造方法に於て、前記酸化物の量は１〜５％であ
ることを特徴とする金属マグネシウムの製造方
法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項の金属マグ
ネシウムの製造方法に於て、前記加熱温度は1600
〜2000℃であることを特徴とする金属マグネシウ
ムの製造方法。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
の金属マグネシウムの製造方法に於て、前記混合
物は団塊状に形成されることを特徴とする金属マ
グネシウムの製造方法。 ５ 酸化マグネシウムと、金属カルシウム、金属
アルミニウム、金属ボロン、及びこれらの組合せ
よりなる群より選択された重量比で酸化マグネシ
ウム100に対し５％以下の金属と、該金属と当モ
ル量以上の炭素とを含む実質的に均一な混合物を
形成し、これを還元炉内にて実質的に５〜
200Torrの減圧下にて1600℃以上の温度に加熱す
ることを含んでいることを特徴とする金属マグネ
シウムの製造方法。 ６ 特許請求の範囲第５項の金属マグネシウムの
製造方法に於て、前記金属の量は0.5〜３％であ
ることを特徴とする金属マグネシウムの製造方
法。 ７ 特許請求の範囲第５項又は第６項の金属マグ
ネシウムの製造方法に於て、前記加熱温度は1600
〜2000℃であることを特徴とする金属マグネシウ
ムの製造方法。 ８ 特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれか
の金属マグネシウムの製造方法に於て、前記混合
物は団塊状に形成されることを特徴とする金属マ
グネシウムの製造方法。
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