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電弧熔爐生產電熔鎂砂的(de)工藝流程

發表時間:2021-08-21 訪問(wèn)量:16681

電(diàn)弧熔爐生產電熔鎂砂的工藝流(liú)程主要包括:原料配料、電弧(hú)熔融、破碎(suì)、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石,氧化鎂含量高,又易於開采,因(yīn)此,被廣泛用作電熔氧化鎂的原料。采用菱鎂石作原料,碳酸鎂分解產生CO2氣體,由於有大量氣(qì)體從爐內排出影響著電熔過程的進行:

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(diàn)熔氧化鎂的結晶帶(dài)的(de)形(xíng)成均有不利影響,由於(yú)大量塵料飛損,使物料損耗(hào)和能量消耗增高,也惡化了車間生產環境。但由於優質菱鎂礦石容易(yì)獲(huò)得,價格很低廉,所以,仍是我國電熔氧化鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配(pèi)料(liào)

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧化鎂的含(hán)量高低和化(huà)學成分直接影(yǐng)響(xiǎng)到電熔凝氧化鎂的質量,同時在(zài)電熔過程中也直接影響到電熔凝氧化鎂得到的品級比(bǐ)例(lì),因(yīn)此,為了保證電熔(róng)凝氧化(huà)鎂的質量和品級比例,必須對各種礦石進行適當的配比(bǐ)後進(jìn)行熔煉。


②水鎂(měi)石。我國的遼(liáo)寧省水鎂石的礦源非常豐富,水鎂石中氧化鎂含量(liàng)高於菱鎂礦石。它也是一種製造電熔凝氧化鎂的原料


③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為電熔氧化鎂原料,可以使生產環境得到改善,可以(yǐ)降低運輸費用。由於電熔(róng)時(shí)排出氣體少,成分也較均勻,對(duì)提高(gāo)電熔氧(yǎng)化鎂(měi)質量有利。

我國有一些電熔凝氧化鎂以輕燒氧化(huà)鎂製成(chéng)球料入爐電熔。輕燒氧化鎂的氧(yǎng)化鎂含量達到98%,以(yǐ)此料能生產出白色(sè)大結晶電熔氧化鎂。但由於成球費用高,影響生產成本。目(mù)前,有的(de)廠家采用反射爐(lú)輕燒氧化鎂,以一定的粒(lì)度加入熔爐電熔,電熔氧(yǎng)化鎂(měi)的質量比用菱鎂(měi)礦(kuàng)石好,成本又比用球料作(zuò)原料時便宜,因而得到了一定的推廣。


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④燒結鎂砂。為了某些電熔凝氧化鎂的特殊要求,有時必須在電熔過程中采用燒結鎂砂作為(wéi)電熔原料,如采用海水鎂砂作為電熔原料,一般首先利用處理海水和石灰乳作用生產氫氧化鎂,將氫氧化鎂(měi)煆燒成輕燒氧化鎂。用其他方法也可以製得輕燒氧(yǎng)化鎂(詳見工業氧化鎂的製取方法),采用輕(qīng)燒氧化鎂(měi)作為原料生產電熔凝氧化鎂。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為,極少量(liàng)的雜質氣體(相)也屬於晶體的雜質,可明顯影響(xiǎng)晶粒的長大。因為雜質相的作用在於(yú)增加晶界運動所需的能量。當(dāng)晶界與(yǔ)第(dì)二相相遇時,晶體能量降低(dī),其降低量與第二相橫截麵積成(chéng)正比,所以必須提高晶界能,晶(jīng)界才能(néng)離(lí)開第二相繼續運(yùn)動。並且當晶界與第二(èr)相(xiàng)相遇時,與第二相橫截(jié)麵(miàn)積(jī)相等的晶界必須變形,第(dì)二(èr)相數量愈多,晶粒長大的極限尺寸愈小(xiǎo)。

另一方麵為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔(kǒng)率,也應盡量減少(shǎo)原料氧化鎂的氣體排出,因此,采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點(diǎn)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求:

(3)電弧熔融

這些特性是同原子和分子的(de)量子力學本性如(rú)離子半徑(jìng)的尺寸,離子(zǐ)的電位數值,離子的電(diàn)子外層結構等相關聯。而氧化鎂的離子尺寸、質量和電荷、陽離子和陰離子之間的結合特性和(hé)強度、離子的極化作用、結晶構造等決定它(tā)是一高熔點化合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參數:陽離子(zǐ)半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pèi)位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(róng)凝氧化鎂製造的最重要過程是由各種鎂質原料,通(tōng)過各種形式的加熱方法產生高(gāo)溫使鎂質材料(MgO)熔化,變(biàn)成氧化鎂熔體。要使氧化鎂(měi)熔融(róng),必須消耗大量的熱能,以克(kè)服離子間的(de)引力。通過強大電弧產生高溫而熔化氧化鎂的方法(fǎ)叫做電弧熔融法。這個融化過程一般包括熱(rè)的傳導、脫水、脫碳、熔化、析晶、晶(jīng)體長大等一係列(liè)物理化學變化的過(guò)程。

①脫水過程。用水鎂石作原(yuán)料有一脫水過程。水鎂石的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是:

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuō)碳(tàn)過程。用菱鎂礦作(zuò)為原料時有一個(gè)脫碳過程(chéng),脫碳過程包括兩個方麵。一方麵是菱鎂礦(kuàng)石的熱分解,菱鎂礦石的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方麵,由於(yú)在電熔過程中往(wǎng)往(wǎng)在原料氧化鎂中加入(rù)石墨粉末添加物(助劑),在電(diàn)熔爐起動過程中需在三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末鋪成三角形或星形導線路,在通電過程中受(shòu)熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過程。熔化過程即氧化鎂(měi)中(zhōng)鎂離子(zǐ)和氧離子在強電弧產生的熱能作用下,克服單晶體中的晶格(gé)能的束縛,變成能自由運動的過程。也就是說,氧(yǎng)化(huà)鎂加熱到(dào)一定溫度(熔點)就會由固(gù)體變成液體,叫熔化。在這一過程中需消(xiāo)耗大量的電能。據電(diàn)熔凝氧化鎂生產者(zhě)對用水鎂石作原料生產電熔凝氧(yǎng)化鎂的(de)熱平衡的衡(héng)算,熱消耗的比例如下:氧化鎂(měi)晶體生成熱消耗值34.9%,渣皮消耗熱值15.3%,散砂生成熱耗值3.0%,冷卻(què)水耗熱(rè)值8.4%,冷卻(què)爐殼的水耗熱值7.9%,爐(lú)子表麵散熱值6.4%,煙氣帶走(zǒu)熱(rè)值28.8%。電能(néng)損失值3.2%,從這些統(tǒng)計(jì)數據可以看(kàn)出,在電熔


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