在我国目前冶炼金属镁的主要方法是皮江法,皮江法由于具有独特优点特别适应于我国煤资源丰富的地区(陕西、山西、新疆等),所以在这些地区得到了较大的发展,但皮江法工艺也存在许多的问题,如还原效率低、还原周期长、能耗高、环境污染严重等,使其成为了国家限制发展的项目,所以改进现有的皮江法炼镁工艺或者寻求新的热法炼镁工艺变得十分迫切。本文在硅热法的基础上提出了在皮江法炼镁原料中添加添加剂以改进现有皮江法炼镁工艺,优化皮江法炼镁还原反应体系,达到提高还原效率,缩短还原周期,节能降耗的目的。本文研究了皮江法炼镁反应过程的热力学与动力学原理,通过计算表明真空条件和造渣反应可以大大降低还原反应临界温度;研究了氟化钙在体系中的作用机理;对实际生产中影响皮江法炼镁过程的影响因素,包括还原温度、还原时间、制球压力、氟化钙添加量与配硅比进行了分析。通过在皮江法炼镁原料中添加5%(质量分数)Ca C2,在实验室条件下进行真空还原实验,研究了添加Ca C2对还原体系的影响,认为若体系中的Si O2参与Ca C2-Mg O体系的还原过程与Ca O发生造渣反应生成稳定化合物(2Ca O·Si O2与3Ca O·Si O2)或认为构成Ca C2-2Mg O·Si O2反应体系则会大大降低Ca C2还原Mg O的临界温度;对碳化钙作还原剂与硅铁进行了比较分析。通过添加5%(质量分数)石墨基粉料于皮江法炼镁原料中,分析了C-Mg O体系反应的热力学条件。进一步提出在硅热法基础上添加不同成分的石墨基粉-碳化钙复合添加剂于皮江法炼镁料球中,并在实验室条件下进行工业模拟实验。实验表明,添加6%的石墨基粉料、2%碳化钙(质量分数)恒温反应2h可提高Mg还原效率26%。根据实验结果提出复合添加剂的成分变化对还原体系的影响规律,进而发现“μ”型还原效率曲线;分析曲线变化特征,探讨了复合添加剂对皮江法炼镁体系的热力学条件与动力学机制影响,认为效率曲线中M点的出现是由于Ca C2的还原作用占据主导,而Q点的出现则是由于石墨基粉在体系中的燃烧或氧化放热作用占据主导。对还原反应体系中C-Si O2体系、C-Ca O体系与CO-Mg O体系反应的热力学条件进行了分析。研究了在复合添加剂下变化不同工艺条件(还原时间、还原温度、制团压力)对金属镁还原效率的影响。