《以矽鈣合金為還原劑真空熱還原煉鎂的基礎研究》是依託東北大學，由王耀武擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：以矽鈣合金為還原劑真空熱還原煉鎂的基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王耀武
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前世界上的金屬鎂主要是用皮江法生產的，皮江法生產金屬鎂物料消耗大、還原料鎂比高、能耗高、廢渣排放量大。以白雲石和菱鎂石為原料，以矽鈣合金為還原劑真空熱還原煉鎂可提高還原劑的利用率，降低還原過程料鎂比，實現還原渣的循環利用，從而降低金屬鎂的生產能耗和廢渣的排放量，是一種非常有前景的煉鎂新技術。本項目通過系統研究還原條件對氧化鎂還原過程的影響，藉助於還原反應熱力學和動力學分析，結合還原過程中物料之間的傳熱機制分析以及瞬態溫度場模擬，闡明以矽鈣合金為還原劑的真空金屬熱還原煉鎂的還原機理和鎂還原率的影響機制，同時探討雜質和添加劑在還原過程中的反應行為及其對還原過程的影響規律，初步建立起矽鈣真空熱還原煉鎂的基礎理論體系，為進一步提高還原過程鎂還原率和還原劑的利用率提供理論和技術支撐。
結題摘要
目前，世界上85%以上的金屬鎂是採用皮江法生產的。目前皮江法存在的主要問題是還原過程中的鎂還原率低，從而導致原料和還原劑矽鐵消耗量大以及還原過程料鎂比高，導致這一問題的一個主要原因在於還原劑矽鐵中部分矽以FeSi2化合物的形式存在，而矽鐵化合物中矽還原氧化鎂的溫度較高，降低了還原反應速率和氧化鎂的還原率。本項目對以白雲石和菱鎂石為原料，以矽鈣合金為還原劑真空熱還原煉鎂工藝進行了研究，結合還原反應熱力學和動力學分析，闡明了以矽鈣合金為還原劑的真空金屬熱還原煉鎂的還原機理，獲得了雜質和氟鹽添加劑在還原過程中的反應行為及其對還原過程的影響規律。研究結果表明，以矽鈣合金為還原劑的煉鎂過程較皮江法更容易進行，以矽鈣合金為還原劑還原氧化鎂的過程中，合金中鈣首先參與還原反應釋放出遊離的單質矽，不會像矽鐵合金中矽與鐵生成矽鐵化合物而降低矽的還原活性，從而使氧化鎂的還原率較皮江法提高3%以上。此外，該方法可同煉鎂還原渣的綜合利用聯繫起來，形成煉鎂還原渣碳電熱還原生產矽鈣合金-矽鈣合金煉鎂-還原渣還原生產矽鈣合金的一個閉路循環，從而降低金屬鎂的生產能耗和廢渣的排放量，是一種非常有前景的煉鎂新技術。通過本項目的研究，初步建立起了矽鈣真空熱還原煉鎂的基礎理論體系，為該技術的進一步推廣套用提供理論和技術支撐。
