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文山電弧熔爐生產電熔氧化鎂(電熔鎂砂)的生產流程

發布日期:2022-08-21 瀏覽(lan)次數(shu):26600

電弧(hu)(hu)熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括:原料配料、電弧(hu)(hu)熔(rong)融、破碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石,氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高(gao),又易于開采,因此,被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao),碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體,由于有大(da)量氣體從爐內(nei)排出影響著電熔過程(cheng)的進行:

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影(ying)響,由于(yu)大量塵料(liao)(liao)飛損(sun),使物(wu)料(liao)(liao)損(sun)耗和能量消耗增(zeng)高,也惡化了車間生產(chan)環境。但由于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲(huo)得,價格(ge)很低廉,所以,仍是我國電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學成分直(zhi)接(jie)(jie)影(ying)響到電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量,同時在電熔過程(cheng)中也直(zhi)接(jie)(jie)影(ying)響到電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品級比(bi)例,因此,為了(le)保(bao)證電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量和品級比(bi)例,必須(xu)對各種(zhong)礦石(shi)進行適(shi)當的配(pei)比(bi)后(hou)進行熔煉。


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②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富,水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料,部分地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂原料(liao),可以使生(sheng)產環境得(de)到改善,可以降(jiang)低運輸費用。由于(yu)電(dian)(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少,成(cheng)分也較(jiao)均勻,對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂質量(liang)有利。

我國(guo)有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)以(yi)輕燒氧化鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕燒氧化鎂(mei)的(de)氧化鎂(mei)含量達到(dao)(dao)98%,以(yi)此(ci)料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高,影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。目(mu)前,有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧化鎂(mei),以(yi)一(yi)定的(de)粒度(du)加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong),電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好,成(cheng)本(ben)又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi),因而得(de)到(dao)(dao)了(le)一(yi)定的(de)推廣。


④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求(qiu),有時必須在電(dian)熔過程中采用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔原料,如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔原料,一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei),將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)(fa)也可以制得輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方法(fa)(fa)),采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei),極少量(liang)(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質,可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時,晶(jing)體(ti)(ti)能量(liang)(liang)(liang)降(jiang)低,其降(jiang)低量(liang)(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比,所以必須提高晶(jing)界(jie)能,晶(jing)界(jie)才能離(li)開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時,與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必須變(bian)形,第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)(liang)愈多,晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極限尺寸愈小(xiao)。


另一(yi)方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣(qi)(qi)孔率,也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)的氣(qi)(qi)體排出,因此,采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu):

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺(chi)寸,離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值(zhi),離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合特性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)(jie)晶構造等決定它(ta)是(shi)一高(gao)熔點化合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔(rong)點(dian)和結(jie)構參數(shu):陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的最(zui)重要過(guo)(guo)程是(shi)由(you)各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)質原料,通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)形式的加熱(re)方法(fa)(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua),變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong),必須消耗(hao)大量的熱(re)能,以克服離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的方法(fa)(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系(xi)列物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)(shui)鎂石的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過程是(shi):

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng),脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分(fen)解,菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面,由(you)于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末添加物(助劑(ji)),在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐(lu)起動過(guo)程中需(xu)在(zai)三(san)(san)電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末鋪成(cheng)三(san)(san)角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路,在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程。熔(rong)化(hua)過程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下,克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛,變成能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)過程。也就是說,氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變成液體(ti),叫熔(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算(suan),熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下:氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%,渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%,散(san)砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%,冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%,冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%,爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%,煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%,從這(zhe)些(xie)統計數據(ju)可以看(kan)出,在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)


相關標簽: 電熔鎂砂

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