热还原法炼镁的技术现状及进展

综述了热还原法炼镁工艺的特点,分析了硅热法存在的问题,介绍了我国皮江法炼镁工艺技术的发展状况,提出了一种内热法炼镁的新思路。     

热还原法炼镁理论分析

通过理论计算,导出了不同还原剂硅铁、铝、硅铝热法还原金属镁热力学参数。结果表明,在相同压力下,铝比硅还原镁温度降低906.38 K;氧化钙的添加对硅还原金属镁温度影响大;提高反应区温度或降低反应区压力可加快还原反应速度。     

热法炼镁工艺的研究

本文阐述了几种热法炼镁的优缺点，开发了用焦碳，炼镁专用剂及白云石锻白在９００￣１１５０℃，真空度为１５Ｐａ条件下绿色炼镁方法，该方法是今后热法炼镁的发展方向。     

熔融还原炼镁热力学分析和模拟

为了提高现有硅热还原炼镁工艺中原料之间的反应速度,提出熔融还原炼镁新技术.在煅烧白云石中添加适量的Al2O3和SiO2,使整个体系在反应时呈完全熔融状态,从而加快反应速度.通过软件模拟、热力学分析和实验验证,在适当配比下于1 600℃可以获得完全熔化的CaO-MgO-Al2O3-SiO2四元系.通过对熔融还原反应的热力学计算得出,平衡状态下还原温度为1 600℃时,对应镁蒸汽的露点为870℃.结果表明熔融还原炼镁新技术是可行的.     

皮江法炼镁与真空碳热还原法炼镁生命周期评价比较研究

对皮江法炼镁工艺和真空碳热还原法炼镁工艺进行了生命周期评价研究。评价过程以1 t镁锭为功能单位,研究了包括原料开采、物料制备、物料耗损、能源生产、污染排放等过程的环境负荷以及能源消耗。在得出生命周期评价相关参数的基础上,对皮江法炼镁与真空碳热法炼镁在资源与能源消耗、气型污染物的排放和对环境的影响方面进行了比较,明确了上述两种不同工艺过程各自的环境负荷和能源消耗特点。通过比较,碳热法炼镁工艺较皮江法在资源节约、节能减排、环境保护及可持续发展方面有明显优势。     

我国硅热法炼镁现状及发展趋势

近几年来,硅热法炼镁在我国得到迅速的发展,但我国镁冶金工业是在特定的环境和条件下发展起来的,大多数炼镁厂设计欠缺,装备落后,技术水平差,原、燃料消耗高,产量低而不稳,成本高,经济效益偏低。我国镁冶金工业是以牺牲环境和燃料资源为代价的。因此,硅热法炼镁企业需要推广新技术、新设备,降低成本,提高产量,使我国由产镁大国成为技术先进的产镁强国,所以,我国硅热法炼镁的发展趋势为开发高效、节能、环保的皮江法炼镁工艺。     

用铝热还原法提取锶

在一个机械搅拌的铝熔池中进行了用铝热还原法从碳酸锶中提取锶的试验。熔铝中含有添加的镁或铋，加镁有两上理由：一是增加反应活力；二是降低熔事金的表面张力。加铋仅降低表面张力而不改变熔融液的反应性，试验条件为：温度１０００℃，压力一个大气压，接触时间１小时。结果表明，Ｍｇ：Ｓｒ摩尔比为１０：１时，从被加入过量铝的碳酸锶中，锶的回收率大于５０％，将另镁或铋的试验进行比较，表明镁的化学作用强于铋或镁的表面张     

电石渣为钙源的硅热法炼镁煅烧过程

电石渣是化工行业用乙炔法生产乙炔气或聚氯乙烯树脂的工业废渣,其主要成分为Ca(OH)2,是高碱性物质,属于较难处理的工业废弃物.现有处理电石渣的工艺都存在不足之处,因此电石渣的综合利用是近年来研究的重点与热点问题.本文提出以电石渣为钙源的硅热法炼镁工艺,可综合利用电石渣,将其与菱镁石、萤石和硅铁制成预制球团,用于真空热...     

煅烧-还原一体化炼镁新技术研究进展

目前,世界85%以上的金属镁是在中国利用皮江法生产,尽管皮江法得到不断改进,仍属于高能耗、高排放的冶金工艺.针对皮江法的不足,东北大学提出集煅烧与还原于一体的炼镁方法,该方法采用预制球团为原料,煅烧和还原均在同一设备中完成的炼镁方法.新技术能够取消皮江法的回转窑煅烧工序,煅烧产生的CO2余热能够得到利用,且高浓度的CO2易于矿化捕集.本文汇总了该工艺的研究进展,包括球团预制、球团煅烧及球团的还原过程.实验结果表明:煅烧前后球团的抗压强度分别为76 N和55 N,在10 Pa真空条件下,1 400℃还原1 h,还原率为93.5%.     

金属镁还原炉中烟气流动对传热过程的影响

采用CFX软件对皮江法镁还原炉内的烟气流动进行数学建模和仿真计算,研究镁还原炉内的烟气流动对炉子传热过程的影响情况.依据流动分析,给出了一些提高镁还原炉热效率的措施.结果表明:改善炉内流场是提高金属镁还原炉热效率的主要方向.     

炼镁用预制球团填充层的有效导热系数研究

炼镁用预制球团煅烧后呈多孔形态,其传热特性与皮江法压制的球团完全不同.本文采用数值方法研究了预制球团煅烧后球团填充层的有效导热系数.结果表明:高温下,辐射传热起主要作用,可显著增加床层的有效导热系数;提高球团导热系数或增加球团直径均可提高床层的有效导热系数;球团直径相同时,皮江法球团填充层有效导热系数略优于预制球团.在1 473 K,球团直径为22.3 mm时,皮江法球团填充层的有效导热系数为1.3 W·m~(-1)·K~(-1),预制球团填充层的有效导热系数为1.1 W·m~(-1)·K~(-1).     

新型竖式电内热法半连续炼镁炉的研发

针对原镁生产现状,研制成功了新型竖式电内热法半连续炼镁炉。该炉为电能加热、大容积竖式炉体、多热源发热体、内部加热、机械化作业、自动控制与监测,已完成多批次投料试验,获取了重要的技术参数。试验表明,其具有高效、节能、清洁生产等特点。     

硅热法镁冶炼料球导热系数研究

针对硅热法镁冶炼还原反应计算分析中存在的料球密度、比热容、导热系数等基础物性参数给定不准确的问题,采用同步热分析仪和激光导热分析仪测试了镁冶炼原料的基本物性参数,探究了温度、成型压力、配硅比等因素对原料各物性参数的影响。结果表明,煅白球团与料球的导热系数随温度的升高而减小、随成型压力增大而明显增大。     

大型蓄热式金属镁还原炉炉内热过程的模拟与应用

将蓄热燃烧技术的优点与金属镁还原工艺的特点相结合,开发了具有66支还原罐的大型蓄热式金属镁还原炉。应用FLUENT软件对炉膛内流动、燃烧及耦合换热过程进行模拟。结果表明,将蓄热燃烧技术应用于金属镁还原炉,可以形成均匀的流场和温度场,从根本上解决了传统倒焰式还原炉炉内流场不均匀及上下排还原罐温度不一致的问题。将新型还原炉应用于工程实际,取得了良好的应用效果,较传统还原炉炉温均匀性提高70%,单炉产量提高1倍以上,还原周期缩短1.5h,还原罐的使用寿命延长30天,吨镁能耗降低60%。     

流态化技术在熔融还原工艺中的应用

介绍了FINEX、FINMET、Circored和HIsmelt等几种典型熔融还原工艺采用流化床处理粉铁矿的技术及特点。总结了熔融还原中采用流化床处理粉铁矿应遵循的原则。参考国内外有关流化床处理粉铁矿的实践经验,提出了一种采用流化床处理粉铁矿的熔融还原炼铁新工艺流程,按照冶金功能分为4个系统:使用约800℃的还原煤气生产还原度约80%的DRI的流态化预热预还原系统;直接使用粉煤、高温高预还原度炉料、纯氧冶炼,二次燃烧率控制在20%左右的铁浴终还原系统;具有调节和变换终还原高温煤气和循环使用炉顶煤气功能的煤气改质系统;解决输出煤气利用的综合利用系统。     

关于高炉炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺的评述

钢铁工业面临自然资源和环保要求的限制以及质量和市场竞争的挑战，必将出现大量新工艺、新工艺。现代高炉炼铁工艺具有高效、低能耗、工艺完善等优势，但存在在对原燃料要求越来越苛刻的弱点。熔融还原工艺，特别是Ｃｏｒｅｘ法的工业性生产引人注目，由于它不具备替代现代高炉工艺的必要条件，且工艺尚未完全成熟，预计在相当长时间内高炉不会被淘汰。我国炼铁工作者应大力发展和强化喷吹煤粉技术，抓好现有高炉技术改造，同时积极