真空碳化钙热还原法制备金属锶

对真空碳化钙热还原氧化锶制备金属锶过程进行热力学分析,获得真空条件下还原反应的自由能和还原反应临界温度。并以碳酸锶为原料,采用常压煅烧法获得了氧化锶后与碳化钙、氟化钙混合制团,进行还原反应,考察了还原温度、保温时间、制团压力、碳化钙过量系数等对锶还原率的影响。结果表明,碳化钙真空热还原制备金属锶在一定温度和真空度下能够进行,在真空度为0～100Pa、碳化钙过量20%、压片压力15MPa、还原温度1 300℃、保温时间3h的条件下,锶的平均收率可以达到72.8%,金属锶的纯度达到了98%～99%。     

以Si-Cu合金为还原剂的热还原制镁新方法及其热力学分析

结合Si-Fe相图,分析了硅铁热还原制镁(皮江法)反应过程中Si-Fe中形态,结果显示:初始含Si量75%的Si-Fe在1200℃基本处于固态,硅铁热还原制镁还原反应主要为固-固反应,反应过程中,物料间的热量及质量传输较困难,反应难于快速、彻底进行。介绍了采用Si-Cu合金还原剂实现固-液还原的Si-Cu热还原制镁新思路、新方法,结合Si-Cu相图,分析了Si-Cu热还原制镁中Si-Cu的形态,结果显示:Si-Cu热还原制镁时,初始含Si量低于35%的Si-Cu在1200℃几乎全过程保持液态,还原反应基本为固-液反应,反应较易快速、彻底进行。采用热力学分析方法,推演出了Si-Cu热还原制镁的主要反应式、吉布斯自由能估算式,临界反应温度估算式,分析了影响吉布斯自由能、临界反应温度及还原反应热力学可行性的因素,结果显示:Si-Cu热还原制镁反应的热力学临界温度随系统气压降低及Si-Cu中Si含量增加而减小;对应于常规真空硅热还原制镁(皮江法)温度(1473 K)和系统气压(13.3 Pa),Si-Cu合金中的Si含量只需高于0.034%,Si-Cu热还原制镁即具备热力学可行性。     

真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应热力学

介绍了真空碳热还原制备Mg-Sr合金新思路,研究了其还原反应的反应式、吉布斯自由能及临界还原温度。结果表明,真空碳热还原MgO,SrO的混合物可以得到Mg-Sr合金;其他因素不变的情况下,还原反应吉布斯自由能随反应温度的提高而减小,随系统气压的降低而减小,随反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Sr摩尔分数的减小而减小;反应温度的提高、系统气压的降低和Sr摩尔分数的减小均有利于还原反应的进行;当系统气压为10 Pa,Sr摩尔分数为0.1时,临界反应温度为1353 K;相同系统气压下,碳热还原制备Mg-Sr合金的临界反应温度低于真空碳热炼锶、炼镁的临界温度,反应更易于进行;常规真空硅热还原制备金属镁(皮江法)的反应温度1473 K,气压13.3 Pa下,无论反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Mg,Sr相对比例如何,真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应均具备热力学可行性。     

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%.     

硼镁石矿真空热还原试验研究

为使辽宁省宽甸地区具有代表性的高镁低硅型硼镁石矿得到科学、合理的利用,本试验首次利用真空热还原法来分离这种矿,分别采用铝粉和硅铝合金粉为还原剂,运用正交法,研究在不同的还原温度、时间和制团压力等条件下镁的还原率.结果表明,以硅铝合金粉为还原剂,在还原温度为1 453 K、还原时间为2 h、制团压力为35 MPa、还原剂过量系数为 5%时,金属镁的还原率可达43%,纯度达到98%.另外,经分析试验余料可以用做生产无碱玻璃纤维的原料.     

海绵钛生产中的还原蒸馏过程浅析

工业生产海绵钛的主要方法是镁热还原法,还原蒸馏是镁热还原法生产海绵钛的主要工序之一。还原反应后反应器中主要为Ti、Mg 及 MgCl_2的混合物,通过真空蒸馏,可以实现Ti、Mg 及 MgCl_2的分离,得到高纯度的海绵钛。真空系统是实现真空蒸馏的关键设备,海绵钛真空蒸馏的气体负荷为真空系统泄露的空气量以及少量未冷凝的蒸发物,海绵钛蒸馏时需要真空系统的极限真空在0.01Pa以上。     

真空碳热预还原-盐酸浸出钛精矿制备人造金红石的研究

本文以钛精矿为原料进行真空碳热预还原-盐酸浸出实验，并分析真空碳热还原温度对金属失重率、金属化率、炉内压强以及Fe、Si和Mg挥发情况的影响，以及研究盐酸浸出中不同固液比、盐酸浓度、酸浸时间对人造金红石品位的影响，从而得到真空碳热预还原-盐酸浸出钛精矿制备人造金红石方法的最佳反应条件。试验结果表明，随着还原温度升高，金属化率和失重率逐渐增加，Fe、Si和Mg的挥发率逐渐增大，还原温度选择1 500℃为宜；盐酸浸出最佳条件为盐酸浓度15%、固液比1∶5、酸浸时间20 min、搅拌速度120 r/min。真空碳热预还原可使钛精矿的杂质含量降低，使杂质铁还原形成细小的球状颗粒，使其比表面积大大增加，从而降低酸解的反应温度、压强和反应时间，在常压条件下采用盐酸浸出方法即可以快速还原得到高品位的人造金红石。     

真空热还原制取金属锂的热力学分析与试验研究

对真空条件下硅热还原氧化锂反应进行热力学分析,计算出不同条件下硅热还原氧化锂所需要的最低反应温度以及相应的露点温度.结果表明,系统压强为5 Pa时,硅热还原氧化锂得到液态冷凝锂的反应温度不应低于900 ℃,对应的露点温度为606 ℃以上.设计真空硅热还原炉进行了验证试验,得到冷凝金属锂.     

利用电石渣和盐湖氯化镁制备金属镁的研究

以盐湖水氯镁石和电石渣为原料,通过化学合成法制备出氢氧化钙和氢氧化镁的混合物,再将此混合物经中低温煅烧得到炼镁用煅白,然后配入一定比例的硅铁、萤石并压制成团后在高温条件下进行真空还原制备金属镁。结果表明,本工艺的还原收率、料镁比与白云石水平相当,工艺技术路线是可行的。最佳工艺条件为:合成煅白的钙镁比0.85、煅烧温度850℃、煅烧时间1.0h。     

菱镁矿基脱硫剂铁水预脱硫过程的热力学分析

热力学计算和分析表明,常压下碳还原MgO的反应温度(7)为1854℃,难以实现菱镁矿基在铁水预处理条件下生成镁原位脱硫。当碳热还原反应在1250～1300℃发生时,镁蒸气的压强需小于0.994 kPa;在1350～1400℃时,镁蒸气压需小于1.004 kPa。铝粉和Fe₂O₃可作为发热剂加入,在热力学上有利于碳热还原反应的进行,达到加速镁蒸气的生成     

皮江法炼镁煅烧过程的温度场模拟

基于实验室模型,利用Deform-3D软件传热模块,对皮江法炼镁煅烧工序的温度场进行模拟。得到了整个煅烧过程白云石的温度分布以及煅烧温度随煅烧时间变化的曲线。     

对煅白表面改性提高出镁率

主要介绍了生产煅白的工艺参数,并对煅白的表面改性及其表征方法进行了分析。     

从金属镁厂热平衡来看硅热法炼镁节能方向

本文以硅热法金属镁厂生产过程热平衡为基础,分别分析白云石煅烧以及真空热还原的能量收支情况,并对其效率进行评价。通过对比金属镁生产理论能耗和实际能耗,结果显示该工艺下能量利用效率偏低,进而讨论金属镁厂节能减排的方向,包括减少烟气排放热损、减小散热损失及还原渣的余热综合利用。并提出了硅热法炼镁的具体节能措施。     

回转窑煅烧轻烧白云石的实践

结合鞍钢鲅鱼圈回转窑生产轻烧白云石的实践得出白色白云石更适合回转窑生产使用,并提出了通过调整供风、窑速、窑尾温度、窑内物料等工艺参数来控制轻烧白云石的煅烧质量的措施。     

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。     

鞍钢球团配加白云石熔剂的研究

以鞍钢生产用原料条件为基础,针对不同碱度配比白云石熔剂性球团矿、白云石不同添加量的生球性能进行研究,采用数学优化方法确定添加白云石球团的焙烧制度;同时对球团矿低温粉化性能、还原性能、膨胀性能和荷重软化性能进行了研究;试验得出配加白云石的熔剂性球团质量良好。     

Evaluation of Zefreh Dolomite (Central Iran) for Production of Magnesium via the Pidgeon Process

This study evaluates the production of magnesium metal from the Zefreh dolomite ore of Central Iran using the Pidgeon process. The investigation consisted of mineralogical and chemical characterization of the dolomite ore, calcining, chemical characterization, LOI (loss on ignition) determination, reduction tests on the calcined dolomite (dolime), using Iranian (Semnan) ferrosilicon and mineralogical, and chemical characterization of the reactants and products. Calcining of dolomite samples was carried out at approximately 1400°C in order to remove CO₂, moisture, and other easily volatilized impurities. The dolime was then milled, along with ferrosilicon, thoroughly mixed, and briquetted. The briquettes were heated at 1125°C--1150°C and 500 Pa in a tube reactor for 10--12 hours to extract the magnesium. The ferrosilicon to dolime ratio was determined based on the chemical analyses of the two reactants, using as a guide, and Mintek's Pyrosim software package. Magnesium extraction varied with ferrosilicon addition and with the dolime used, and reach about 80% under optimal conditions. The levels of major impurities encountered in the magnesium crown were similar to those in the crude metal production.     

微波加热白云石生产煅白的实验研究

微波加热技术是一种新型的加热技术。在白云石煅烧过程中引入微波加热技术对硅热法炼镁进行改进。对微波加热白云石生产煅烧白云石进行实验研究,测定最佳加热温度和时间。结果表明：微波加热方式比传统加热方式所需的加热温度低50～60℃,所用的加热时间少40～50min,具有未来工业化的开发价值。     

A new energy-efficient and environmentally friendly process to produce magnesium

A new process for magnesium production was proposed in which both the calcination stage and the reduction stage are performed in one retort. Thermal analysis and vacuum reduction experiments were carried out for evaluating the feasibility of the process. The results suggested that ferrosilicon and CaF₂ reduced the decomposition temperature of dolomite in the pre-prepared pellets, which was approximately 40?K lower than that of pure dolomite pellet. The reduction ratio larger than 90% was obtained at 1573?K for 3?h in the process. The element Fe may not participate in the reduction reactions, which were caused by the diffusion of Si. Magnesium sheet with a high crystallinity and magnesium powder containing a small amount of magnesia were obtained from the present experiments.     

含镁添加剂用于铁矿球团的试验研究

应用含镁添加剂,并配以膨润土,对铁矿球团进行了实验室试验。试验研究表明:添加轻烧白云石和镁砂对提高生球质量能起到一定的促进作用,而镁橄榄石的影响较小;随着添加剂用量的增加,三种球团矿的抗压强度均显著降低,其下降幅度由大到小依次为镁砂球团、轻烧白云石球团和镁橄榄石球团;适当提高焙烧温度,延长焙烧时间,有利于提高球团的抗压强度。另外,冶金性能研究也表明:随着添加剂用量的增加,球团还原度和软熔性能有一定提高,低温还原粉化和还原膨胀性能显著改善。