有色金属冶炼-镁冶炼镁冶金二.ppt

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常压下用硅还原温度需超过2100℃,当还原后的SiO2与MgO造渣生成2MgO·SiO2渣时,还原温度降至1790℃,如果炉料中有CaO存在,能造成2CaO·SiO2渣,还原温度降至1550℃。
因此,用硅(铁)还原白云石时,生成了稳定的化合物二钙硅酸盐,此时还原起始温度降低约600℃,所以用白云石做原料是有利的。
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Si(s)+2(CaO·MgO)(s)=2Mg(g)+2CaO·SiO2(s)
ΔG0=-
ΔG=ΔG0+RTln(pMg/p0)2
欲使反应在1200℃下顺利进行,pMg=?
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用硅还原氧化镁(白云石)的平均温度随压力的减小而降低。
剩余压力/Pa平衡温度/℃
1013252375
13331700


镁的热法实际上是真空还原法,采取温度1100~1250℃~,可顺利还原出镁。真空除了能够降低还原的操作温度之外,还能防止还原剂硅和产品镁被空气氧化。
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硅铁合金(含75%Si)在高温和真空下还原白云石中的MgO,得到纯镁和硅酸二钙盐熔渣的反应是:
2(CaO·MgO)(s)+Si(Si–Fe)(s)
=2Mg(g)+2CaO·SiO2(s)
Si+O2=SiO2
2Mg+O2=2MgO
2MgO+Si=2Mg+SiO2
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按所用设备不同,分为:
皮江法(PidgeonProcess),
巴尔札诺法(BalzanoProcess),
玛格尼法(MagnethermProcess)
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(1)PidgeonProcess(1940年)
生产流程
特点:还原设备结构简单,容易操作管理;可利用多种能源进行还原生产
不足:热利用率低,产能低,还原罐价格昂贵,成本远高于电解法
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原料与工艺参数
白云石(Mg不低于30%,在回转窑内煅烧(1350℃),硅铁(Si75%),CaF2(萤石)(%),熔剂
反应式:
设备
蒸馏罐用无缝钢管制成,℃,,内径28厘米,装料160kg。
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生产过程:
A、预热期:预热炉料,除去部分CO2和水
B、低真空加热期:除去全部CO2和水
C、高真空加热期
~,温度1200℃,时间9h。
镁的蒸馏效率计算公式
镁=[产出的镁量/按硅量计算的
镁量]×100%