工艺条件对金属镁冶炼还原过程的影响及应用研究

发布时间：2020-08-19 12:57

【摘要】：目前我国绝大多数镁生产企业采用硅铁作为还原剂的热还原法(皮江法)进行生产。该方法具有初期投入少、产品质量稳定等优点,但是其热效率低下、不能连续生产、生产环境差。由于我国镁产量仍在不断增加,市场需求饱和,近两年来镁价格不断下跌,因此目前需要结合我国实际生产现状改进该生产工艺,以求提高生产效率,节约生产成本,提高企业竞争力。在实地考察榆林市某企业的镁生产线情况后,本课题在实验室条件下进行了碳基添加剂对镁生产工艺改进的探究。以正交试验的实验方法研究了不同参数的添加剂(成分、粒度、添加量和反应时间)对于还原效率的影响,并进行了验证实验。提出了碳基添加剂提高反应效率的动力学机制,并进一步通过实验验证了该动力学机制。根据实验结果总结出三种改进方案,并估算三种方案的实际生产成本并进行可行性分析,得出最优生产方案。研究结果表明:碳基添加剂对于硅热法还原镁反应的还原进程有促进作用。添加剂的添加量、添加剂的粒度以及真空系统启动的时间对于还原率均有影响。石墨粉对于还原效率的提升作用高于兰炭粉,说明以单质碳形式存在的成分对于还原反应还原效率的影响更高。碳可以在还原反应开始前发生氧化反应放热,进而提高料球的导热性,并且氧化过后使料球外层变得疏松,有利于反应产物扩散;而单质碳还可以参与还原反应,通过促进造渣反应以及与反应产物发生反应,拉动反应平衡,促进还原反应进程。针对榆林市某企业的生产情况,最优添加剂方案为:在生产中采用兰炭粉作为添加剂原料,添加量8%,粒度小于200目;向罐内装填入反应物料后30min再封闭罐体启动真空系统。该方案经估算可为企业节约镁生产成本1401元/吨。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF822
【图文】：

图 2-1 某企业生产工艺流程igure 2-1 Production process of the magnesium company in Y白云石 硅铁萤石煅烧炉破碎机混合器破碎机球磨机蒸馏罐 精炼炉 精镁压球机

图 2-1 某企业生产工艺流程Figure 2-1 Production process of the magnesium company in Yulin图 2-2 料球压制示意图Figure2-2 Schematic diagram of pressing pellets

炉体结构示意图

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本文编号：2797116