镁呈银⽩⾊，元素符号为Mg，在元素周期表中属ⅡA族，原⼦序数12，原⼦量24.305，化合价为+2，密集六⽅晶体，密度1.74g/cm³，约为铝密度的64.4%，铁密度的22.1%。由于它的密度⼩，故把它列为有⾊轻⾦属。
有⾊轻⾦属共有7种，按密度⼤⼩排列如下：
钡（Ba） 3.5g/cm³
低通滤波电路铝（Al） 2.7g/cm³
锶（Sr） 2.6g/cm³
镁（Mg）1.74g/cm³
弹性夹头钙（Ca） 1.54g/cm³
钠（Na） 0.97g/cm³
钾（K） 0.86g/cm³立式小便器
此外，还有4种稀有轻⾦属：
铯（Cs）1.87g/cm³
铍（Be）1.848g/cm³
铷（Rb）1.53g/cm³
锂（Li）0.534g/cm³。
由于镁的密度⼩，⼜可以与铝、锌、锰、锆、锂、钍、银、稀⼟等形成⼀系列的有⼯业使⽤价值的镁基合⾦，故镁⼜获得最轻的结构⾦属材料美誉，虽然还有⼀些⾦属的密度⽐镁的⼩，但它们不能形成有实⽤价值的结构材料或⼴为应⽤的功能性能。由于镁及镁合⾦密度⼩，⽤它们取代钢、铸铁、铝等制造交通运输装备零部件可⼤幅度减轻其⾃⾝质量，节能减排效果卓著。镁还有21世纪绿⾊⾦属的美称，⽤途会越来越⼴，⼤有⽤武之地。
⼀、镁冶炼的三个进程
从历史的⾓度来看，镁的冶炼⽅法可概略分成三个阶段：
第⼀阶段是采⽤化学法，亦称为⾦属热还原法，即利⽤⽐镁活性更⼤的⾦属之蒸⽓来还原氧化镁或氯化镁，以取得镁⾦属。在元素周期表上，原⼦序在镁之前的⾦属仅有锂、铍、钠三种，以这种⽅法来取得⾦属镁，需要耗⽤很多的⾦属锂或⾦属钠，并且产量少，⽣产成本⾼，⽬前仅有实验室制备少量镁⾦属会使⽤此⽅法。 第⼆阶段则是融熔电解法(简称电解法)，主要为电解融熔的⽆⽔氯化镁，这个⽅法获得了⼴泛的应⽤，但是耗电量⼤，成本较⾼。
第三阶段是热还原法，主要是将⽩云⽯加热分解为氧化镁，再⽤碳或硅铁还原镁。根据热还原的⽅法分成碳热法、硅热法等数种。热还原法的特点是不⽤电⼒做热源，原料来源⼴泛，⼯艺过程简单，投资少、建⼚快。也因此近⼗年来全球主要炼镁⽅法主流从电解法转⽽变成热还原法。 ⼆、时下炼镁技术之主流：热还原法
热还原法根据还原剂种类的不同，可分成三种，分别为：碳热法、碳化物法及硅热法。
碳热法在制程中会⽤到⼤量氢⽓，所以若稍有不慎会造成劳⼯安全问题；碳化物法使⽤的还原剂之⼀为碳化钙，其活性较低、容易⽔解且使⽤量⼤，所以以上两种在⼯业上已鲜少使⽤。
⽬前热还原法主流为硅热法，是⽤⾦属或其合⾦作为还原剂来还原氧化镁，得到镁蒸⽓后，再经由冷
凝浓缩，即可得到镁⾦属。还原剂可以是硅、铝、钙、锰，锂等⾦属，就经济考虑，以含硅量75%的硅铁合⾦最常被使⽤，⼜因为其中铁不参与反应，故称为硅热法。
硅热法⼜可分成外热法以及内热法，⽬前主流的Pidgeon法/Bolzano法即属于外热法，Magnetherm法则属于内热法。以下分项说明。
(1)Pidgeon Process/Bolzano Process
1941年加拿⼤科学家⽪江(Lloyd Montgomery Pidgeon)教授发明了⼀种硅铁热还原炼镁⽅法，称为⽪江法(Pidgeon Process)。⽪江法是以⽩云⽯、硅铁和氟⽯为原料，把锻烧后的⽩云⽯、硅和氟⽯制成粉末，再将粉末混合，制成球团，并在1170~1250°C的耐热还原罐中，在13.3Pa或更⾼真空条件下，保持10～12⼩时还原，镁蒸汽溢出后在500°C 延伸端冷凝，得到冠状结晶镁。
加拿⼤于1942年第⼀个建⽴采⽤⽪江法的镁⼚，⽽⽬前中国约有95%以上的镁⼚采⽤⽪江法提炼镁⾦属。⽽Bolzano Process则是⽪江法炼镁的改进⽅法。与⽪江法炼镁的主要不同在于，Bolzano Process采⽤了竖式电内热还原炉。此法由于意⼤利的Bolzano镁⼚试验成功⽽得名。20世纪80年代这种⽅法的镁最⾼年产量为1.2万吨。
(2) Magnetherm Process
敌对边缘
Magnetherm法是法国Pechiney公司于60年代研究成功的⼀种新⼯艺，该法以铝⼟矿(Al₂O₃)和⽩云⽯做为原料，硅铁作为还原剂，在真空电炉中进⾏还原反应；加铝⼟矿的主要⽬的是降低渣的熔点，便于液态排渣。硅在硅铁中的活度随硅浓度的下降⽽下降，当硅浓度降到18～20%时，还原反应便会停⽌，因此装料中需配⼊过量的硅铁。反应温度为1600~1700°C，真空度为0.266~13.3kPa。该法的最⼤特点是炉内所有的物质都为液态。还原产⽣的镁蒸⽓在冷凝器（675℃）凝结成液态镁，流⼊收集罐中，经过精炼，然后铸锭。炉渣积聚到⼀定程度后，通⼊氩⽓破坏真空，拆卸收⽓罐排出炉渣。从炉渣分离出低品位硅铁（含Si量20%可⽤作炼钢的脱氧剂）后，以⽔急冷，直接制成⽔泥。尽管Magnetherm Process的产品纯度略低于⽪江法，但该法具有⽣产半连续化、单体设备产能⼤（⼀台4,500KW的炉⼦，可⽇产7～9吨镁），除法国之外，70年代以来，美国、南斯拉夫和巴西等国，也先后采⽤过这⼀技术。 三、最新镁冶炼法
电热丝打火机镁的发现⾄今也不过200年，⽽镁的冶炼法从化学法、电解法进⼊到热还原法之后，在1960年代Magnetherm法应⽤以来，似乎就⽆较⼤进展。所幸进⼊21世纪，⼜有两种新的冶炼法披露，以下分别说明。
(1) Mintek Thermal Magnesium Process (MTMP)
淀粉酶抑制剂2004年，南⾮的MINTEk与Eskom公司共同发表了Mintek Thermal Magnesium Process(简称MTMP法)，⼜因为这个⽅法是由两家南⾮公司所共同开发的，所以⼜称为南⾮热法。这种技术可在常温下连续⽣产。MINTEK公司充分利⽤⾃⾝直流电弧炉熔炼技术的优势，锻烧⽩云⽯产⽣镁蒸汽，在冷凝器中形成液态镁，常压下可释放液态镁再次冷凝形成粗镁，并从炉中除渣，此法有劳动⽣产率⾼，⽣产成本较低等优点。MTMP法是Magnetherm法的改进，虽然使⽤电弧炉，但是主要反应还是热还原，因此可以归类为热还原法的⼀种。在使⽤35MW电弧炉的前提下，产量约为每天100公吨。
(2)Zuliani Process
Zuliani Process是由加拿⼤多伦多⼤学冶⾦⼯程学博⼠Douglas Zuliani成功开发出来的镁⾦属冶炼新技术，该技术号称可以从⽩云⽯原料直接⽣产镁⾦属。2007年3⽉加拿⼤Gossan Resource Limited公司宣布购买该项新技术，并在全球独家拥有这⼀新技术的100%的知识产权。新⼯艺技术采⽤了原来法国Pechiney公司和美国Alcoa公司的镁⾦属⽣产⼯艺技术(也就是Magnetherm法)来加以改良。
Zuliani Process降低了对能源和关键原材料的⽤量，通过对传统硅热技术的强化，在不采⽤真空状态就能改进镁回收率
Zuliani Process降低了对能源和关键原材料的⽤量，通过对传统硅热技术的强化，在不采⽤真空状态就能改进镁回收率和硅还原频率。不过这⼀镁⽣产新技术在投⼊⼯业⽣产之前还需要验证，并将实施
⼀个三阶段的评估过程。第⼀阶段是避免熔化固态镁，这对于⽪江法和其他硅热法都是⼀个⼤问题；第⼆阶段包括最终标准率试验。第三阶段是中间试验⼚，展⽰新⼯艺技术的服务年限。和传统的⽪江法镁⽣产⼯艺技术相⽐，新⼯艺技术号称降低⽣产成本达到25%。
四、⼩结
镁⾦属的冶炼从最早的化学法(⾦属还原法)进步到电解法，⼜进步到热还原法。进⼊21世纪，⼜有科学家从原本的⼯艺中加以改良成为新的炼镁技术。新的技术环绕的仍然是⽣产效率，⽐如更快速的⽣产⽅法、降低原本的严苛条件需求等。
科家们对于⾦属镁制备的热衷显⽰了市场对于镁⾦属的⾼度关注，全球产量的上升、应⽤层⾯的⽇渐⼴泛更显⽰镁⾦属是⼀个⾮常有潜⼒的⼯业⽤⾦属，且与其他⾦属相⽐较，镁⾦属并且没有匮乏之虞。炼镁技术的不断演进造福了下游应⽤产业，假以时⽇镁⾦属的杀⼿级应⽤出现，相信⼜是⼀番不⼀样的荣景。
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