皮江法炼镁工艺中镁蒸气及杂质冷凝过程热力学分析

在皮江法炼镁还原过程中,K、Na、Ca、Fe、Mn、Si、Ni、Al等金属杂质会以蒸气形式进入结晶器与镁蒸气共同冷凝,其冷凝行为对结晶器结构设计及结晶镁纯度具有显著影响。基于热力学计算以及理论推断对上述金属杂质的冷凝行为进行分析。结果表明:(1)在皮江法炼镁过程中,球团表面产生的镁蒸气分压为805～3211 Pa,结晶器内镁蒸气饱和蒸气压<2.4 Pa,镁蒸气通过扩散进入结晶器,并且直接由气态冷凝为固态;(2)结晶器内饱和蒸气压较小的金属杂质Ca、Fe、Mn、Si、Ni和Al在靠近挡火板的区域冷凝成固态;饱和蒸气压较大的金属杂质K和Na在靠近罐口的钾钠捕集器上冷凝成液态,Mg在上述两区域之间冷凝;(3)还原区与冷凝区之间的操作条件存在匹配关系,镁蒸气的产出速率及相应冷凝行为因系统压力变化而发生变化,皮江法炼镁实现Mg液态冷凝需保持结晶区温度高于650℃,且系统压力处于350～805 Pa。     

镁中含锌问题述评

对电解法和皮江法产出的金属镁含锌问题进行探讨。列出国内外这两种镁含锌量的差别。提出电解法在高温氯化制取无水氯化镁的过程中，ＺｎＣｌ２在高温下蒸发，有助于锌的脱除。皮江法在高温真空还原过程中，由于镁和锌有些性质相类似，ＭｇＯ和ＺｎＯ同时被硅还原并呈气态析出，又同时在结晶器内冷凝。指出锌是从白云石带入的杂质。列举我国不同产地白云石的含锌量。用标准自由能计算锌参加冶炼过程反应的可能性。引用国外的资料说明锌的转诊率达６０％￣７０％。最后列出国内外一些镁的质量标准。     

氟盐对Al-Si-Fe合金热法制镁过程的影响

采用Al-Si-Fe合金为还原剂,在真空条件下热还原煅后白云石(煅白)制备金属镁。通过对产物的XRD衍射及所得镁还原率的分析,研究了CaF2和MgF2对还原过程的影响。结果表明:在其他条件相同的情况下,氟盐的加入可以明显加速还原反应;在氟盐添加量1%~5%内,镁还原率随氟盐添加量增大而增大,而后呈现平缓的趋势;氟盐在对还原过程的加速效果随温度增加而下降;同等质量的CaF2和MgF2,CaF2对反应加速效果较好。此外,初步探讨了氟盐对Al-Si-Fe合金热法制镁过程的影响机理,氟盐的加入提高了煅白表面氧化物的活性,促进还原反应的进行,从而提高了镁还原率。氟盐在反应中并非起到单纯的加速作用,同时自身转变为新物质。     

镁渣余热在粗镁精炼中的应用研究

为了最大限度地利用皮江法炼镁产生的高温镁渣余热,降低粗镁精炼能耗成本,本文对镁渣余热在粗镁精炼中的应用进行了可行性分析,并提出了在精炼镁工艺中增设一套以镁渣余热为热源的预熔炼装置。该装置不但方便了镁渣的集中转运,实现了镁渣余热的综合利用,而且提高了粗镁的精炼效率、改善了还原车间的工作环境,具有可行性。     

碳热法制镁

讨论了以液态渣作为传热介质和聚合杂质介质的碳热法制镁问题。研究了选择和采用某些渣的热力学方面的问题,展示了可预告所制镁纯度的模型。用电弧炉试验所得数据表明,镁是以Mg/CO 等分子气体的形态离开电炉,其纯度可达99%,电弧炉中还原反应是用向渣层表面加热的方法控制的,所加炉料在渣中的溶解速度比其还原过程的进行速度要快。当采用等离子加     

一种新的炼镁还原罐结构

介绍一种炼镁还原罐的专利结构,简介炼镁还原罐的工作环境和常用材料,指出ZG40Cr28Ni16材质炼镁还原罐产生密集性裂纹的原因是σ相的析出,进而提出一种新炼镁还原罐结构。采用新结构可大幅提高炼镁还原罐的寿命,取得显著的经济效益。     

镁热还原法制取金属钛的实验研究

对镁热还原二氧化钛制备金属钛反应过程进行了热力学分析,在此基础上,探索了二氧化钛"真空镁热还原-酸浸除杂"制取钛粉的新工艺.结果表明:镁还原二氕化钛在热力学上是可行的,且反应为教热反应;镁的热还原在实验条件下是压力减小的气固反应:在环境压力为10Pa～30Pa、温度为900℃～1400℃的条件下,低温利于钛粉的生成;过程中氯化钙的添加对还原影响不明显;在反应温度为900℃,反应时间为4h的条件下可得科粉状金属钛.     

镁法海绵钛还原生产采用二次加镁的理论与实践

在海绵铁还原生产阶段，通过分阶段进行二次加镁还原，合理控制反应器内反应液面高度，促使Mg液面在整个还原反应期间始终处于加热炉的进出风口之间，确保还原期间产生的大量的多余反应热顺利散发，为稳定单炉毛产，减少致密铁，降低产品充装密度创造良好条件。     

新型硅热法炼镁还原炉的设计开发

分析了蓄热燃烧技术应用于我国镁还原工业的必要性,设计开发了70罐的新型金属镁还原炉,利用蓄热燃烧技术达到大幅节能降耗的目的。通过弥散燃烧、多点供热以及炉体结构的设计实现炉膛温度的三维均匀,达到炉体新型化、提高产镁率、延长还原罐及炉体寿命、缩短还原周期等目的。     

氢气作用下硅镁型红土镍矿的低温还原特性

以含镍0.82%、含铁9.67%的某硅镁型红土镍矿为原料开展氢气低温还原实验研究,考察还原温度、还原时间、氢气浓度及矿物粒度对镍、铁金属化率的影响。结果表明:在还原温度为600℃、还原时间90 min及氢气浓度为60%(体积分数)的条件下,红土镍矿中镍、铁金属化率分别达到95%和42%。当矿物粒度小于380μm时,矿物粒径对镍、铁金属化率的影响并不明显。随着还原温度的升高,镍铁合金([Fe,Ni])的衍射峰呈现先增强后减弱的趋势,在600℃时达到最大。且随着温度的进一步升高,无定型含镁硅酸盐重结晶生成镁橄榄石相,阻碍镍、铁的还原。通过氢气低温还原,矿物中的氧化镍几乎完全还原,部分铁被还原为金属铁与镍形成了镍铁合金,大部分的铁被还原为铁的低价氧化物。     

对皮江法炼镁过程冷凝区温度的分析

冷凝区的温度对皮江法炼镁至关重要。控制冷凝区的温度也就是控制冷凝区热量的输入与输出。分析了冷凝区热量输入、输出的主要途径,并对冷凝区实际温度进行了测量。认为冷凝区温度及温废分布取决于冷凝器的结构及冷凝区各部分的设计,实际生产中在工艺条件内可操作的各因素对此影响不大。     

往镁中加铍

往镁中加铍是困难的,原因在于固体铍在液体镁中的溶解度低、镁的蒸气压大而铍的熔化温度高(Tmg_升华—1107℃、T_(Be 熔)—1284℃)。众所周知,向镁中添加少量的铍(由0.00005到0.001%)能够防止镁的氧化和燃烧,且使合金具有抗蚀性。添     

简析海绵钛生产镁还原工艺过程质量控制措施

还原工序是海绵钛生产关键工序之一,对海绵钛的质量有重要影响,针对原料、加料速度、还原温度、还原过程压力、反应带（液面）、设备尺寸、还原周期、镁利用率、反应器材质、蒸馏镁质量、设备密封性、检测设备等方面分析了镁还原工艺过程的海绵钛质量控制措施。     

电解法生产镁的经济效益

当前,所有的镁生产厂家生产镁的方法无外乎两种:即电解无水氯化镁或者用硅热法还原锻烧的白云石(还有硅热法的变种)这些方法均需消耗大量的能量,因此要获得竞争能力,就需大量廉价的电能。使用的主要原料为     

硅热法炼镁过程还原炉温与真空的控制

根据生产实践,为在还原过程中获得高的镁产出率与硅的利用率,提出在同一周期不同时间内的温度控制范围与真空的控制及其变化状况,并从炉子的供热与传热分析了缩核反应的推进速度与炉料受热速度的关系,只有在罐内中心区炉料未达到反应温度时才能用整体缩核理论或宏观整体效应的理论来解释。     

在相对真空下含CaSi2的预制球团还原提镁动力学(英文)

在相对真空下以Ca Si₂为还原剂进行预制球团提镁过程的研究。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分别对还原渣的形貌、化学成分和物相进行分析。结果表明，小的氩气流量可以极大地提高氧化镁的还原率，在相对真空下以Ca Si₂为还原剂的预制球团提镁过程可以用F₁模型解释，Ca Si₂还原氧化镁为固液反应，此过程为化学反应控制，温度对还原率影响很大，表观活化能为108.99 k J/mol。还原渣的物相分析表明，渣中的MgO含量对Ca₂SiO₄的晶型转变有影响。     

皮江法炼镁原料制备过程的工艺控制

介绍了皮江法炼镁从原料进厂到压制成球整个过程中工艺指标的控制要求及方法。保证为真空热还原提供合格的球团,可大大提高镁的还原收率和精炼收率,缩小我国皮江法镁厂与国外同类厂家的工艺技术差距。     

镁的化学性质、精炼及其应用

1.化学性质在镁的化合物中镁的化合价是 2,个别情况下为 1。根据研究确定,在650～1050℃的温度范围内,MgCl_2可被镁还原生成MgCl,这种反应热力学的或然率是非常大的。致密的金属镁在室温下与蒸馏水不发生反     

一种新型炼镁还原罐制造技术

镁还原罐是皮江法炼镁还原工艺中的易耗件.通过对Fe-Cr-Ni类合金的合金化处理,用(ZG+Cr30Ni+Si+NBRE)材料制造的炼镁还原罐能保持高温(1180℃～1200℃)工作环境下的机械强度.将机械迷宫式密封工艺应用于镁还原罐的制造,能够提高加工的工艺性,降低生产成本.延长使用寿命,取得了较好的经济和社会效益.     

真空硅热同步还原制备镁锰研究

阐述锰在镁合金中的作用以及镁锰合金的性能、应用与制备.为了提高镁锰合金中的含锰量,制备新型镁合金及南含锰量Mg - Mn中间合金,分析富锰渣硅热还原的基本原理,提出真空硅热还原制备镁锰合金的新方法.通过热力学分析真空硅热同步还原MgO、MnO,其平衡蒸汽压关系是:Mn的平衡蒸汽压＞Mg的平衡蒸汽压＞系统压强;同步还原条件是:P系≤102 Pa,T还≥1517K;还原温度为1550K时,同步固化冷凝温度T＜922K.研究设计了真空熔融及热还原设备用于实验研究真空硅热同步还原制备镁锰.