半連續矽熱法煉鎂(production of magne-sium by semicontinuous siliconthermic reduc-tivn)是指在真空電爐內，用矽鐵還原劑將煅燒白雲石還原成金屬鎂的熱還原法煉鎂的方法，又稱馬格尼特(Magnet)法，這種煉鎂法具有技術先進、單台還原爐生產能力大、能耗較低等特點，但也存在投資較高、產品純度不如皮江法煉鎂等問題，主要由煅燒和真空熱還原法兩大過程組成。
基本介紹
- 中文名：半連續矽熱法煉鎂
- 外文名：production of magne-sium by semicontinuous siliconthermic reduc-tivn
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 別稱：馬格尼特(Magnet)法
簡介,煅燒,真空熱還原,還原爐,還原作業,
簡介
半連續矽熱法煉鎂(production of magne-sium by semicontinuous siliconthermic reduc-tivn)是指在真空電爐內，用矽鐵還原劑將煅燒白雲石還原成金屬鎂的熱還原法煉鎂的方法，又稱馬格尼特(Magnet)法，這種煉鎂法具有技術先進、單台還原爐生產能力大、能耗較低等特點，但也存在投資較高、產品純度不如皮江法煉鎂等問題，主要由煅燒和真空熱還原法兩大過程組成。
半連續矽熱法煉鎂由法國人馬格尼特於20世紀60年代初試驗成功。法國馬利納(Marignae)廠利用附近的白雲石礦和水力、電力資原，於1964年建成半連續矽熱法煉鎂廠。初期的生產規模為年產鎂4500t，1970-1971年期間還原爐容量由2300kW增大為4500kW，鎂生產能力以3-3.5t/t(d·台)增加至7~7.5t/(d·台)。1980年再次擴建，已形成年產鎂1.54萬t的生產能力。美國和南斯拉夫等國的一些鎂廠，也採用這種煉鎂方法。
煅燒
真空熱還原所用的煅燒白雲石和氧化鋁是分別煅燒天然白雲石和鋁土礦製取的。
真空熱還原
以煅燒白雲石為原料，矽鐵為還原劑，氧化鋁為助熔劑，還原過程在半連續化的還原爐中進行。
還原爐
為一隻單相供電的真空電爐，由爐體、中心電極、冷凝器和坩堝等四個主要部分組成。爐體為圓柱形，外殼均由非導磁鋼板焊接而成，爐蓋為半球形，內襯耐熱材質，設有加料孔和中心電極孔，外表用水冷卻。爐體下部設有放渣口，爐殼的底部和側部內砌耐火磚。爐膛由炭塊砌築而成.在底部炭塊上鑲以銅導體作為底部電極。中心電極由通水冷卻的銅管與石墨電極澆鑄而成。銅管的另一端安裝於爐蓋上，電極的石墨部分浸於熔渣中。中心電極設有移動裝置，通過調整極距來調控爐內的電負荷。冷凝器由厚20-25mm的耐熱鋼板焊成，其側孔與爐體側部鎂蒸氣出口通道相通，下口與盛鎂坩堝連線，並焊有與真空管路相通的連線管。上述所有接口均採用密封裝置，整座單相真空電爐(包括幾個料倉在內)形成一個單獨的真空系統。生產所用單相真空電爐的功率為4500kW，日產鎂7.5-9t/台。
還原作業
裝於各自密封倉內的煅燒白雲石、矽鐵、氧化鋁按煅燒白雲石:矽鐵:氧化鋁=77:14:9配料比，分批從爐蓋的加料孔連續加入爐內。爐料中的氧化鋁用於造渣，使其與還原產生的矽酸二鈣一起構成初晶溫度、電導率等物理化學性質能滿足生產要求的爐渣。
在還原爐生產時，爐膛熔池內積存有一定數量的熔融態爐渣，當把上下兩個電極連起來並通電後，電流通過爐渣層產生電阻熱。電阻熱用以維持爐膛內的溫度和提供還原過程所需的熱量。爐膛溫度一般控制在1873K，真空壓力為4000Pa。爐料落到熔渣表面，部分進入渣中，便發生還原反應。還原反應部分在固相間進行，部分在液相中進行。反應生成的鎂蒸氣進入冷凝室，凝結成液態，並流入盛鎂坩堝中。與此同時，還原反應生成的爐渣不斷增加、積累。
還原爐的生產是半連續的，每24h為一爐周期。周期中間因爐膛內積渣到一定限度時，需中止加料並充氬氣破壞真空，排出熔渣，再繼續抽真空、加料。爐內熔渣是電阻體，其電阻隨著爐內物料反應的進行，熔渣和殘餘矽鐵(含矽18%-22%)增加而降低，電流隨電阻下降而增大，還原爐的加料、爐溫、真空度、電流強度、電壓及冷卻水系統等均為自動控制。
每一爐周期結束即破壞真空，卸下冷凝器和盛鎂坩堝。將盛鎂坩堝送去精煉鑄錠，將熔渣和殘餘矽鐵放入矽鐵抬包，矽鐵沉於底部，熔渣流入渣包。爐渣經水碎處理後用作水泥摻合劑，殘餘矽鐵冷卻後，經機械破碎後外銷。
