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我国75%的海绵钛产能是由外购TiCl4的企业用Kroll法生产的,而Kxoll法的MgCl2电解环节存在设备投资大、能耗高的问题,因而海绵钛生产企业将熔融MgCl2作为废料冷却后低价出售,造成资源和能源的浪费。针对这一问题,本课题组提出“原位热解熔融态氯化镁”的新工艺,即将镁热还原时真空蒸馏产生的熔融态MgCl2直接氧化热解得到高纯度的超细MgO和Cl2。 MgO经热法炼镁返回用于TiCl4热还原,C12可返回用于高钛渣沸腾氯化,从而实现海绵钛生产中新的镁氯循环。本课题针对熔融态MgCl2气相氧化热解过程,以MgCl2和O2之间的气相反应的热力学分析作为基础,通过进行单因素实验和正交实验,确定了反应的最佳条件,考察了各个因子对热解过程的影响程度,探索了反应的动力学机理。采用XRD分析、SEM分析、粒度分析、吸附脱附分析对产品性质进行了表征,结论如下：(1)对热解反应做热力学计算,得出以下规律：温度在750K-1773K范围内,该反应的吉布斯自由能变小于0,在1000K附近,反应的平衡常数lnk达到最大,为3.4。当温度高于987K时,由于氯化镁出现相变而导致了反应焓变的大幅度的下降,热解反应由吸热转变为放热。通过对MgCl2饱和蒸汽压的计算,可知在其沸点以下,就可以发生氯化镁和氧气的气相间反应。用HSC Chemistry计算分别了不同温度下Si-O-Cl和Mg-O-Cl体系的优势区图,计算了不同O2与MgCl2初始配比下的平衡组成。(2)在单因素实验的研究中,分别考察了氧气流量,通氧时间,反应温度对反应的影响,单因素最佳实验条件为：温度为1200℃,氧气流量为0.25m3/h,通氧时间为30min。对单因素最佳实验条件做改进实验,产品氧化镁颗粒大小不一,颗粒的D50为18.32μm,产品中氧化镁含量为98.95%。改进实验产品质量介于分析纯氧化镁和优级纯氧化镁之间,其综合指标优于工业优等品氧化镁。(3)采用三因素三水平正交实验方案考察三个影响因子对热解过程中产物收率的影响,结论为：热解温度对产物收率影响高度显著,氧气流量对指标影响显著。(4)对原料做TG-DTA分析,结合化学分析,得到原料中含结晶水的氯化镁的分子式为MgCl2·0.39H2O。原料中有含结晶水的氯化镁有三种,为MgCl2·4H2O, MgCl2·2H2O和MgCl2·H2O。用Freeman-Carroll微分法对DTA曲线进行分析,当升温速率为5℃/min,化学反应的表观活化能Ea=267.18kJ·mol-1,反应级数n=0.64。当升温速率为10℃/min时,化学反应的表观活化能Eu:223.81kJ·mol-1,反应级数n=0.93。分析了MgCl2和O2气相合成MgO粉末颗粒的机理,分别计算了活化能和临界晶核直径与气相过饱和度之间的关系曲线。