皮江法

皮江法是通过硅热还原法生产金属镁的方法之一。 实际生产需要大约 35-40 兆瓦时/吨金属，这与熔盐电解生产方法相当，但高于 7 兆瓦时/吨的理论最小值。

该过程的基本化学方程式为：

Si(s) + 2 MgO(s) → SiO2(s) + 2 Mg(g) (高温、蒸馏沸腾区)

硅和氧化镁反应生成二氧化硅和镁。

虽然根据 Ellingham 图，这种反应在热力学上是不利的，但根据 Le Chatelier 的平衡原理，它仍然可以通过连续供应热量并通过去除其中一种产物（即蒸馏出镁）来驱动它向右移动 汽。 金属镁的常压沸点较低，只有1090℃，在真空中甚至更低。 优选真空，因为它允许较低的温度。

最常用和最便宜的硅形式是硅铁合金。 合金中的铁只是反应中的旁观者。

该反应的镁原料为氧化镁，可通过多种途径获得。 在所有情况下，原材料都必须经过煅烧以去除水和二氧化碳，它们在反应温度下会呈气态，并跟随周围的镁蒸气并恢复反应。

一种方法是用海水或湖水将氯化镁水解成氢氧化物，然后通过除去水将其煅烧成氧化镁。 另一种方法是使用开采的菱镁矿 (MgCO_{3)，通过去除二氧化碳将其煅烧成氧化镁。}

到目前为止，最常用的原料是开采的白云石，一种混合的 (Ca,Mg)CO_{3，反应区中存在的氧化钙清除形成的二氧化硅，释放热量和 消费其中一种产品，从而帮助将平衡推向右侧。}

(Ca,Mg)CO3(s) → CaO.MgO(s)+ CO2(g)（白云石煅烧）(Fe,Si)(s) + 2 MgO(s) ↔ Fe(s) + SiO2(s) + 2 Mg(g)CaO + SiO2 → CaSiO3

皮江法是一种间歇工艺，其中将细粉状的煅烧白云石和硅铁混合、压块并装入镍铬钢合金制成的甑中。 蒸馏器的热反应区部分采用燃气、燃煤或在熔炉中电加热，而配备可拆卸挡板的冷凝部分从熔炉延伸出来并采用水冷。 由于蒸馏，产生了非常高纯度的镁冠，然后将其重熔并铸成锭。

长期以来，碳热法制取镁一直被认为是一种低能量的镁提取途径。 它首先由 Fritz Johann Hansgirg 在 1920 年代xxx，此后不断改进。 解决方案需要解决回归率问题。 化学反应如下：

C(s) + MgO(s) → CO(g) + Mg(g)

白云石的硅热还原首先由 Amati 于 1938 年在帕多瓦大学开发，他的论文在那里存档。 紧接着，在博尔扎诺建立了工业生产，使用的是现在被称为博尔扎诺的工艺。 该过程使用外部加热的曲颈瓶，其概念与两年后 Pidgeon 使用的曲颈瓶类似。

在过去的 10 年里，皮江法已经开始主导世界镁生产。 中国是主要的镁金属供应商，几乎完全依赖这种方法。

在 20 世纪 90 年代中期之前，世界金属镁生产市场以电解工艺为主，美国是主要供应商。 80 多年来，陶氏化学通过美国专利 2,888,389 在德克萨斯州弗里波特附近运营一座 65 吨/年的工厂，该工厂基于海水提取的氯化镁电解。 在 1998 年工厂关闭之前，陶氏一直是主要的镁金属供应商。