您好,欢迎访问太阳城手机版官网mine168.com
加入收藏  设为主页

复制网址  手机矿权网
所在位置:首页 >> 资料大全 >> 正文

镁精炼(三)
太阳城手机版官网(www.mine168.com) 发布时间:2012-6-1 16:22:39

    电解法炼镁过程中从电解槽取出的镁和热还原法炼镁过程中从还原炉取出的镁,均称为粗镁,都达不到质量标准,必须去除镁中杂质,才能达到质量标准。
    电解法粗镁含有金属杂质和非金属杂质。金属杂质有Fe、Si、Al、Ni、Mn、Cu、K、Na和Ca。这些金属杂质,有的是电解过程中在阴极上析出的,有的是其氯化物或氧化物被镁还原出的。非金属杂质物质有MgCl2、NaCl、KCI、CaCl2、Mg3N2、MgO、SiO2、Fe2O3,CaO。非金属杂质中氯化物是出镁时从电解槽带出的电解质;Mg3N2是镁在空气中燃烧生成的;MgO是原料和电解质含有的,也有镁燃烧生成的;其他氧化物是从槽衬耐火材料磨损下来的。热还原法粗镁也含有金属杂质和非金属杂质。金属杂质有Si、Al、Fe、Mn、Ni、Zn、K和Na。金属杂质中Si、Fe、A1、Mn主要来源于还原剂硅铁粉尘;其他金属杂质是被还原出来的。非金属杂质有MgO、CaO、Fe2O3、 SiO2、CaF2,来源于球团料粉尘。不论电解法粗镁还是热还原法粗镁,金属杂质含量较少,小于或等于重熔镁锭标准中较低品级的规定值;非金属杂质含量较多。
    镁精炼方法有熔剂精炼、沉降精炼、添加剂精炼、真空蒸馏、区域熔炼和电解精炼。熔剂精炼和沉降精炼是精炼粗镁的方法。各镁厂或采用熔剂精炼方法或采用沉降精炼方法精炼粗镁。经过其中一种方法精炼过的镁称为精镁,镁质量达到了一般用途的重熔镁锭质量标准,铸成镁锭销售。添加剂精炼是去除一种或几种杂质的方法,是前两种精炼方法的补充。真空蒸馏、区域熔炼和电解精炼是将精镁再精炼,进一步去除杂质,制取特殊用途的几乎不含杂质的高纯镁,这里不介绍了。
    熔剂精炼是在熔融状态下用熔剂去除镁中杂质。熔剂精炼主要作用是去除非金属杂质,又能通过化学作用除去碱金属K和Na。熔剂应具有以下性质:熔剂与镁和坩埚不起化学反应;熔剂熔点低于镁的熔点;熔剂与杂质间界面张力小,与液体镁界面张力大,因此熔剂既能够吸附杂质,又能与液体镁分离;熔剂与液体镁密度不同。按用途划分,有精炼熔剂和覆盖熔剂。精炼熔剂密度大于液体镁密度,用作去除杂质。覆盖熔剂密度小于液体镁密度,用作覆盖于液体镁表面,隔绝空气,防止镁氧化。
    熔剂由碱金属和碱土金属氯化物与氟化物组成。各镁厂的熔剂配方不同。中国镁厂精炼粗镁用的熔剂成分见表2。

表2   中国镁厂精炼熔剂成分/%

熔剂名称

MgCl2

KCl

NaCl

CaCl2

BaCl2

MgO

基础熔剂

38±3

37±3

8±3

8±3

9±3

<2.0

精炼熔剂

基础熔剂90~95+CaF26~10

覆盖熔剂

基础熔剂75~80+硫黄粉20~25

    熔剂精炼采用坩埚精炼炉。精炼炉由普通耐火砖砌筑,由电、天然气或煤气加热。坩埚有铸钢的,也有耐热钢板焊接的。首先把熔剂加入精炼炉坩埚,并开始加热,熔剂熔化后加入粗镁。待粗镁熔化、温度达到700℃时,用搅拌器搅拌液体镁,使液体镁与熔剂充分接触、吸附杂质,搅拌时间约20min,再升温至730-750℃,静置5-15min,使杂质和熔剂沉降,与液体镁分离。在以上过程中,经常向坩埚内撒些覆盖熔剂,防止液体镁燃烧。精炼过程中,非金属杂质被熔剂吸附、沉降,与镁分离。同时,碱金属K和Na与熔剂中MgCl2反应生成KCl和NaCl,进入熔剂而被除去。静置期间,精炼炉停止加热。当液体镁温度降到680-710℃时,用气动泵抽取液体镁注入铸锭机铸成镁锭。精炼1t电解粗镁(液体镁)耗电300kW·h,熔剂30kg。精炼1t皮江法粗镁(结晶镁)耗电600kW·h,熔剂120kg。
    热还原法镁厂均采用熔剂精炼法精炼粗镁。小型电解法镁厂也采用此法。
    (二)沉降精炼
    沉降精炼是大型电解镁厂精炼粗镁的方法。该法是在电加热熔盐炉(为连续精炼炉)中通过沉降去除镁中杂质。精炼炉见图,精炼炉为圆形,钢壳内衬耐火砖;炉顶直径约5.5m,炉底直径约3m,高约4.5m;炉中心部位是集渣井,炉体下部均匀分布6根石墨电极,加热功率300kW;加热介质氯盐温度720-730℃,氯盐成分为MgCl2 8%-12%、KCl 55%-65%、NaCl 18%-22%、CaCl2 0.5%-2%、BaCl2 5%-8%、CaF2 0.3%-1%。其密度大于液体镁的密度,因而位于液体镁层下面。

    电解槽中抽取出的液体镁,用台包运到精炼车间,从粗镁加入口注入连续精炼炉。由于加料管伸入氯盐熔体下层,液体镁从加料管出来后经过氯盐熔体层上浮到镁液层。这一过程与熔剂精炼过程相同。镁液层贮存镁8-10t,温度710-720℃。镁在炉内停留2h以上,镁中非金属杂质充分沉降分离。精炼渣汇集于炉底中部集渣井内,定期打开井盖用抓斗抓取渣。铸锭用的虹吸管从炉盖上插入镁液层,开始铸锭时用真空泵将虹吸管抽成负压、使液体镁流出。为了防止液体镁燃烧,向炉内充氩气。连续精炼炉每天产精镁50-100t。精炼1t镁耗电50-100 kW·h,氯盐60kg。
    (三)添加剂精炼
    该方法是通过向液体镁中加入某种单质或化合物除去镁中某些杂质的方法。添加剂精炼是对熔剂精炼或沉降精炼过的镁进一步精炼。
    电解法粗镁和热还原法粗镁,经过熔剂精炼或沉降精炼,除去了非金属杂质和碱金属K和Na,不能除去其他金属杂质Fe、Si、Al、Mn、Cu和Ni。由于粗镁中金属杂质含量较少,经过熔剂精炼或沉降精炼,镁的质量一般能达到重熔用镁锭质量标准中中国标准Mg 99.90品级,能够满足普通用途要求。若要求镁含Fe 0.04%-0.003%、Si 0.01%-0.005%,应对熔剂精炼或沉降精炼的镁进行添加剂精炼。添加剂精炼除去杂质最多的是Fe和Si,其次是Al和Mn,也能除去一部分Cu和Ni。
    用作精炼添加剂的有锰、钛和锆。锰以镁锰合金形式加入,钛和锆可以金属或氯化物形式加入。这几种添加剂能够与Fe、Si等金属杂质形成难溶于镁的金属间化合物,从而沉降分离出来。其中,钛和锆的精炼效果好,锆价格贵,因而常用的是钛。用钛添加剂精炼过的镁的杂质含量为Fe 0.004%、Si 0.005、Al 0.005%、Mn 0.01%、Cu 0.003%、Ni 0.0007%。镁的质量达到了中国标准Mg 99.95品级,即将熔剂精炼或沉降精炼过的镁提高一个品级或更高品级。
    用钛添加剂精炼镁,使用的设备是坩埚精炼炉。先制备含钛熔剂,在坩埚精炼中熔化氯盐,氯盐成分为KCl 40%-70%、NaCl 20%-50%、MgCl2 10%,待氯盐熔化后加入粒度为18-60目海绵钛粉,搅拌混合均匀。将熔剂精炼或沉降精炼过的镁加入坩埚精炼炉,然后加入含钛熔剂,当温度达到700-720℃时,用搅拌器搅拌5-15min,使钛与Fe等金属杂质充分接触、吸附、形成金属间化合物,静置沉降15-30min,最后进行铸锭。氯盐加入量为镁的20%,钛加入量为镁的0.05%-0.3%。
    也可以用四氯化钛作添加剂。四氯化钛与镁反应生成钛,然后由所生成的钛吸附镁中金属杂质。但采用四氯化钛作添加剂精炼设备比较复杂。

相关阅读:

  • 国家煤矿安监局就加强煤矿安全生产工作意见答问2013-11-4 20:21:00
  • 资源税改革全国启动 税率预计5%左右2011-9-23 8:11:38
  • 科学家重新定义宜居带 地球处于其边缘位置2013-2-5 22:29:32
  • 发改委:下半年有色金属产业要切实化解产能过剩2013-8-13 20:20:54
固体矿产勘查甲级资质寻勘查项目

相关资讯

网友评论
点击刷新验证码

图片新闻

矿权招拍挂出让公告

矿权展示

矿权交易
储量:(333)10万吨
价格:. [详细]
矿权交易
储量:(333)77.5
价格:面议. [详细]
矿权交易
矿权交易
储量:(333)10
价格:. [详细]