真空碳熱還原煅白制取金屬鎂實驗研究.pdf

1、本文綜述了鎂的物理、化學(xué)性質(zhì),鎂的資源,白云石的綜合利用,鎂的生產(chǎn)方法,鎂和鎂合金的應(yīng)用等,并進行了白云石煅燒和煅燒白云石真空碳熱還原的實驗研究.真空碳熱還原要求對白云石進行煅燒處理,使白云石完全分解,脫除其中結(jié)合的CO<,2>和揮發(fā)分,以減少抽真空作業(yè),保證還原反應(yīng)的順利進行;燒成物料疏松,致密度低,比重輕,MgO不發(fā)生重晶,晶粒細小,煅白活性高,反應(yīng)性能強.通過對燒成料的物相分析,白云石在煅燒過程中生成物相的次序為MgO、CaCO<

2、,3>和CaO,即白云石的分解先是通過鎂質(zhì)化分解生成MgO和CaCO<,3>,再通過鈣質(zhì)化分解,即CaCO<,3>分解為CaO而完成的.反應(yīng)過程先以CO<,3><'2->的擴散控速,擴散至表面的CO<,3><'2->分解為CO<,2>和O<'2->,O<'2->和Mg<'2+>結(jié)合生成MgO包裹層,內(nèi)部CO<,3><'2->和Ca<'2+>結(jié)合生成CaCO<,3>,過程為界面收縮機理,而后是CO<,3><'2->分解產(chǎn)生的O<'2->和

3、Ca<'2+>結(jié)合生成CaO,產(chǎn)物CO<,2>的擴散成為控速步,反應(yīng)機理變?yōu)閿U散控速;煅燒白云石的活性度并不是簡單地隨煅燒溫度的升高而增大,而是隨溫度的提高、保溫時間的延長先是上升,出現(xiàn)最大值,再變小,這是因為隨保溫時間的延長,MgO、CaO晶粒長大,晶格缺陷得以矯正的緣故;燒成料在空氣中久置會重新生成碳酸鹽、吸濕而大大降低水化活性度;對白云石礦要求SiO<,2>、Al<,2>O<,3>、Fe<,2>O<,3>等雜質(zhì)的含量要低;煅燒溫度

4、1000℃,保溫2小時條件下燒成料可以滿足還原反應(yīng)的要求.煅白的真空碳熱還原反應(yīng)在高于1500℃條件下反應(yīng)進行得完全,物料中的鎂揮發(fā)率最高可達到88.52﹪;控制冷凝溫度在400-550℃,冷凝空間的溫度均衡,冷凝物以纖維狀晶而不是粉狀冷凝出來,CO在冷凝器壁上的分解生成C的反應(yīng)減少,對冷凝產(chǎn)物的沾染也小;反應(yīng)進行過程中,爐內(nèi)的壓力會發(fā)生變化,在700℃左右物料中的炭自身發(fā)生變化使爐內(nèi)壓力出現(xiàn)高值,為減少抽真空作業(yè),需要在此溫度下的對物