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目前我国硼镁石主要用于碳碱法生产硼砂,该工艺对硼的提取率不到75%,而且该工艺提取硼的同时产生大量的硼泥。硼泥中含有剩余的少量氧化硼和原料中全部的氧化镁,因此以硼镁石碳碱法生产硼砂不仅浪费资源,而且产生硼泥造成了环境污染。通过分析发现硼镁石中除镁以外的成分均符合生产无碱玻璃纤维的要求,尤其是其中的硼更是无碱玻璃纤维不可缺少的成分,另外硼泥除去镁的成分适用于生产平板玻璃。因此论文采用真空热还原工艺将硼镁石和硼泥中的镁提取出来,其余成分保留在还原渣中,该还原渣可直接用于生产无碱玻璃纤维或者其它含硼工业产品,资源全部得到利用。论文的主要研究内容为通过真空热还原工艺,将原料中的镁尽可能多地提炼出来,并将原料中的硼保留在还原渣中。论文首先应用冶金热力学基本原理,讨论了硅、CaC2或铝粉还原氧化镁的基本规律,通过添加CaO或降低系统压强均可降低反应起始温度。通过对Na等主要杂质的蒸气压进行分析比较,得出在金属镁的冷凝过程中可将有害杂质与镁分区冷凝。在以硼泥为原料以CaC2为还原剂的真空热还原实验中,发现在煅烧过程中硼泥中的MgCO3分解出MgO然后与SiO2化合,使得硼泥煅烧熟料的主要成分为2MgOSiO2。实验得出在温度650-700℃,恒温0.5-1h的条件下煅烧得到的硼泥熟料具有最高活性。在还原温度1150℃、CaC2用量系数(CaC2和原料中MgO的摩尔比)2.58、恒温2.0h的条件下,镁的还原率在99%以上。在以硼镁石为原料以硅粉为还原剂的实验中,发现硼镁石在煅烧过程中生成3MgO·B2O3,使熟料活性较低。实验考察了硼镁石煅烧条件和CaO添加量等对硅热还原过程中镁还原率的影响,并对硼镁石的分解动力学进行了研究。研究结果表明,当煅烧硼镁石的条件为1000℃,煅烧0.5h时,可获得较高的镁还原率。通过分析得出硼镁石在950～1100℃时的热分解反应活化能E=471.49kJ/mol,分解动力学方程为还原过程添加的CaO会首先满足生成3CaO·B2O3,然后再与SiO2反应生成2CaO·SiO2。在以硼镁石为原料以CaC2为还原剂的实验中,研究了CaC2的添加量和还原物料的制团压力对还原过程中镁还原率的影响。实验结果表明,当还原剂用量系数(CaC2和原料中MgO的摩尔比)达到1.34时,还原率可达到72.69%,还原物料适宜的制团压力为10MPa。在铝热还原硼镁石的研究中,发现在物料煅烧过程中添加CaCO3可与3MgOB2O3反应生成3CaOB203,并置换出活性MgO。因此实验先将硼镁石与CaCO3混合制团煅烧然后以铝粉为还原剂进行真空热还原,考察了物料配比和煅烧及还原条件对还原率的影响。实验结果表明,硼镁石粉和CaCO3粉混合后,以45-60MPa的压力制团,并在1000℃的温度条件下煅烧0.5h后,所得熟料的还原率最高。最佳的物料配比为：A1过量13.68%,同时CaCO3的添加量必须满足生成12CaO7Al2O3和3CaOB2O3, CaF2的添加量为还原物料的3%。还原条件为,物料30MPa的压力制团,然后在1200℃的温度条件下还原2.0h。还原过程的镁还原率可达95%以上,还原后还原渣的主要物相为3CaO·B2O3和11CaO·CaF2·7Al2O3。通过讨论认为,在1100～1200℃时,该铝热法炼镁过程属于液-固反应动力学模型,表观速率常数与温度的关系为Ink=-27489.79/T+13.5631,表观活化能E=228.55kJ/mol。以铝粉为还原剂真空热还原获得的炼镁还原渣中含有较多的氧化铝,该氧化铝可采用苛碱和碳碱混合碱液进行溶出,在碳碱浓度173.33g/L、苛碱浓度0g/L、液固比5、溶出温度98℃、溶出时间120min、搅拌速率600r/min的条件下,还原渣中氧化铝溶出率最高可达63.60%。