从金属镁厂热平衡来看硅热法炼镁节能方向

铝合金熔炼指导书

ZD/LC-ZY-119-2017 页次：1/3 版本：A/0 镁合金熔炼指导书 警告： 1：未经公司许可和经过岗位技能培训人员禁止操作设备。 2：请认真阅读本工艺操作指导书，因由于操作不当会造成安全事故和产品质量不合格。 3：为了自已的人身安全、上岗操作前请穿戴好防护用品。 1目的 为了能够保证员工的安全、产品的质量，特制定本制度，须严格按本指导书执行。 2 适用范围 适用于公司镁合金的熔炼。 3 职责 3.1技术部是本制度的制定部门； 3.2 生产部是本制度的执行部门； 4内容 4.1 开炉准备 4.1.1检查针对镁合金安全防护的消防灭火物品及数量是否准备到工作现场。 4.1.2检查镁合金原材料表面是否有油污、氧化物、潮湿。检查保护气体氮气、SF6压力 2bar-4bar。检查清泵、打渣工具是否齐全并准备到现场。 4.1.3检查熔炉电缆是否有裸露，三相电源是否是AC380V。供气5分钟检查各气路混合系 统是否正常，检查管路接头是否漏气、检查密封件。 4.1.4检查熔化室、保温室、浇注室内是否有水、油、干沙或铁锈。 4.1.5检查镁炉熔化室、保温室、浇注室炉盖、出料口是否用耐火棉密封好。 4.1.6检查给料泵手动转动是否顺畅。操作面板各开关有效。 4.2开炉 4.1.1合上供电电柜、熔炉主电源开关及0转到I。 4.1.2调节各压力到正常：氮气2bar-4bar，六氟化硫2bar-4bar，SF6压力大于N2压力 0.2Kgf/cm2。 4.1.3主进气源压力不能大于0.8Mpa，会对控制柜气路有损坏。 4.1.4因镁合金熔炉镁液容量大小不一需要的混合保护气流量大小不一样，适镁锭杂质， 预热情况，密封情况，气源纯度而定。（注：依镁液表面形成良好的保护膜为准，无氧化，无着火，检测方法打开加料盖20--30秒看是否氧化，着火。） 4.1.5镁合金熔炉应用于压铸混合比例 SF6 N2 (千分之2-3 )，要求使用纯氮；纯度 99.9℅六氟化硫纯度99.9℅.因地区差异使用其它气体要告知厂商。 4.1.6镁合金镁液温度580℃以上禁止停止保护气或缺少保护气。 4.1.7熔炉保护气管炉内有氧化镁堵塞时保护效果差可以把气管堵头拆下疏通。 4.1.8保护气管因风化或其它原因损坏要及时更换；以免造成气体消耗大或炉内氧化严重造 成损失 4.1.9保护气管道要定时检查有无泄漏；方法用洗洁精配水形成泡沫涂在管道上看有无气 泡。检查后用干净布擦干净。 4.1.10升温加热过程中，每小时检查一次温度、压力流量值，做好记录。

镁的冶炼方法主要分为两种

镁的冶炼方法主要分为两种：一是硅热还原法;二是电解法。目前国内的原镁厂家大都采用硅热还原法中的皮江法，以下就比较成熟的皮江法作简单的介绍。 皮江法生产金属镁是以煅烧白云石或菱镁矿石为原料、硅铁为还原剂、萤石为催化剂，进行计量配料。粉磨后压制成球，称为球团。将球团装入还原罐中，加热到1200℃，内部抽真空至13.3Pa或更高，则产生镁蒸气。镁蒸气在还原罐前端的冷凝器中形成结晶镁，亦称粗镁。再经加熔剂精炼，产出商品镁锭，即精镁。 皮江法炼镁生产工序： （1）白云石煅烧：将白云石在回转窑或竖窑中加热至1100～1200℃，烧成煅白（MgOCaO）。 （2）配料制球：将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨，然后压制成球。 （3）还原：将料球在还原罐中加热至（1200+10）℃，在13.3Pa或更高真空条件下，保持8～10小时，氧化镁还原成镁蒸气，冷凝后成为粗镁。 （4）精炼铸锭：将粗镁加热熔化，在约710℃高温下，用熔剂精炼后，铸成镁锭，亦称精镁。 （5）酸洗：将镁锭用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夹杂，使表面美观。 镁合金的冶炼技术 镁合金熔炼工艺的关键是阻燃保护，其次是必须进行精炼处理以去除镁合金熔体中的金属杂质和非金属杂质夹渣及有害气体。 （1）准备工作 备齐工具，检查坩埚，清理炉膛内渣子等杂物，检修电阻丝，保证测温热电偶处在正常位置，使电气控制和自动控温正常，灵敏准确； （2）坩埚、炉料预热 炉料预热去除水分，防止爆炸等安全事故，同时减少炉料中水分带入合金液中的气体含量增加。 （3）装料熔化 在已预热的坩埚中加入预热的炉料，升温熔化。 （4）合金化和精炼 待温度升到熔化温度以上镁锭熔化后加入中间合金，并充分搅 拌使之均匀，再升温至适当的温度，向熔液中撒入精炼剂精炼。此过程关键是要控制好合金加入量和精炼的温度，这是由不同种类的合金决定的。 5）静置

真空碳热还原氧化镁制取金属镁的研究

真空碳热还原氧化镁制取金属镁的研究(1) 时间:2009-11-19 来源:昆明理工大学真空冶金国家工程实验室编辑:刘红湘 随着现代工业的飞速发展，传统金属资源已濒临枯竭，寻找和开发新的金属资源已势在必行。金属镁由于其优良的物理性能和机械加工性能，正以“时代金属”的角色出现在冶金材料的舞台上，再加上其丰富的蕴藏量，被人们誉为21世纪最有前途的轻量化材料和绿色金属工程材料。 镁的冶炼方法是镁工业发展的前提和基础，由于现有金属镁的冶炼方法普遍存在能耗大、污染严重、流程长、成本高等问题。因此对真空碳热还原氧化镁制取金属镁进行研究具有十分重要的意义，与现有的炼镁方法相比，该方法具有能耗低、成本低、环境污染小等特点。 1、现有炼镁方法 目前，世界各国金属镁冶炼工业中比较成熟的炼镁方法大致可分为两大类: 一类是熔盐电解法，在氯化镁的熔融电解质中，通直流电电解直接得到金属镁，通称电解法。另外一类是硅热法，以煅烧白云石为原料，以硅铁粉（含Si>75％）为还原剂，在高温条件下把氧化镁还原成金属镁，称为热还原法，通称热法。全世界范围内使用电解法炼镁的厂家比较多，其产量曾占世界镁总产量的80％，硅热法炼镁仅占20％。近几年随着中国金属镁产量(主要使用硅热法)的不断增加，硅热法生产的金属镁所占的比例得到了很大的提升。2007年，中国生产原镁67 万吨，占世界生产总量的85%，硅热法生产的金属镁占世界总产量的75%。 电解法按使用原料的不同可分为以菱镁矿、卤水、光卤石为原料冶炼金属镁三种方法。硅热还原法炼镁根据冶炼炉型的不同，也有多种生产工艺，其中最具典型代表的是皮江法(PidgeonProcess)和马格尼特法(Magnetherm Process)。 电解法生产金属镁存在的主要问题有：生产过程复杂，电耗高，生产条件差，设备腐蚀严重；经常发生氯气的跑、冒、漏，给环境造成污染，给工人的身体健康带来影响；其废气、废水、废渣处理的任务重、费用高；设备和厂房由于腐蚀严重，维修费用高，投资较大。硅热法生产金属镁存在的主要问题有：还原剂（硅铁）的价格比较贵；还原罐由特殊的合金钢（3Cr24Ni7N）制成，价格昂贵，使用寿命不长；还原罐的尺寸较小，单罐装料量低，热效率不高，机械化程度低，生产效率低。 2、真空碳热还原氧化镁的反应机理 2.1、热力学分析

冶金炉热平衡

冶金炉热平衡 冶金炉热平衡1、热平衡原则⑴热平衡是以热力学第一定律为基础,遵守能量守衡原则, 研究体系的能量进、出平衡关系，反映能量消耗和有效利用、能量损失之间的平衡⑵冶金热平衡是指冶金炉体系热量收、支平衡，能量消耗和有效利用、能量损失之间的平衡关系。是冶金炉热工常用的分析方法。。⑶热平衡结果，可用热平衡方程、热平衡表及热流图表示。2、冶金炉热平衡计算的目的：(1)通过现场测试，编制热平衡表，分析炉子的热工作，判断热量的利用是否合理，找出提高热效率的途径；在设计炉子时，通过计算编制热平衡表，热平衡关系中找出燃料消耗量等未知量。把热收入及热支出各项与现有炉子进行比较，帮助设计者判断设计方案的优缺点。3、冶金

炉热平衡主要内容热平衡区域划定热平衡计算中热量收、支的项目是随选取的热平体系所决定的，所以必须首先划定热平衡体系区域，把进入该区域的热量作为热收人．反之为热支出。热平衡区域的划分视需要而定，通常有炉膛区域、预热区域及全炉区域。有时，可将炉子某一特定区域作为热平衡计算所划定的区域，例如可以将炉膛沿炉长方向划定几个区域分别作区域热平衡计算。划定的区域不同，热收入及热支出项就有所不同。例如：某炉炉膛及空气换热器两部分组成，如图所示。图热平衡区域的划分图全炉子热平衡模型炉膛区域热平衡式为：QDw+ Qα= Qs+ QCP+ Qω 其中热量收入项QDw---燃料的燃烧热Qα---空气预热所带入的物理热热量支出项Qs ---加热炉料的有效热QCP ---烟气所带走的热Qω---炉膛内各项热损失换热器域热平衡式为：

QCP= Q P+ Qα+ QCω 其中热量收入项QCP ---炉堂烟气所带入的热热量支出项QP ---空气预热的物理热Qα---换热器各项热损失QCω---烟气所带走的热全炉热平衡式为：QDw= Qs+ QP + 其中：---全炉热损失项不难看出炉膛热平衡与全炉热平衡的差别。于区域不同，对炉膛来说Qα是热收入；但对全炉来说，热收入不包括Qα，是其内部的循环热量，因为供给炉子的是冷空气，Qα是来自换热器从炉膛烟气回收的热，而不是另外供给的热。全炉子热平衡模型如图示意。3．2 热平衡中热量的表示方法热平衡中热量的表示方法常有几种不同情况：1）连续工作的炉子，通常以单位时间为基准进行计算，热量单位:为kJ／h。 2) 周期工作的炉子则以周期为基准进行计算3)用单位产品的质量为基准进行计算。无论基准如何选定，在同一个热平衡计算中，各项热收入及热支

硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案正式版

硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方 案正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成 的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度 与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 20世纪90年代中期以来，为适应全球可持续发展的要求，镁及镁合金的研发及应用进入高速增长期。在此期间，凭借资源、能源和成本优势，中国镁工业发展强劲，迅速控制了全球原镁的供应。据海关统计，20xx年中国镁产品出口量29.8万t，约占全球总发货量的66.6％。 中国原镁产量的98％是经由硅热还原或称做Pidgeon Process的方法生产的，并被预测是未来中国最主要的金属镁生产方式。有关专家担心，如果不能保证高质量和相对稳定的原料供给，镁应用产业很

可能出现整体萎缩。因而，部署在中国各地镁厂的卧式皮江法还原装置，就是不能不受到人们的强烈关注。这种生产设施具有工艺路线简单，工艺参数较易调控的优点，然而也具有还原过程传质传热差，热效率低的明显弱点，从而限制了皮江法镁厂的生产规模。 1 皮江法炼镁的热化学 皮江法炼镁的热还原反应是在卧式原罐中进行的，总反应的化学计量方程由（1）式给出： 2MgO·2CaO+Si(Fe)→Ca2SiO4+2Mg+Fe （1） 反应式（1）的自由能函数ΔG与温度T的关系由式（2）给出：

镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺

镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺 在熔炼镁合金过程中必须有效地防止金属的氧化或燃烧,可以通过在金属熔体表面撒熔剂或无熔剂工艺来实现.通常添加微量的金属铍和钙来提高镁熔体的抗氧化性.熔剂熔炼和无熔剂熔炼是镁合金熔炼与浇注过程的两大类基本工艺.1970年之前,熔炼镁合金主要是采用熔剂熔炼工艺.熔剂能去除镁中杂质并且能在镁合金熔体表面形成一层保护性薄膜,隔绝空气.然而熔剂膜隔绝空气的效果并不十分理想,熔炼过程中氧化燃烧造成的镁损失还是比较大.此外,熔剂熔炼工艺还存在一些问题,一方面容易产生熔剂夹杂,导致铸件力学性能和耐蚀性下降,限制了镁合金的应用;另一方面熔剂与镁合金液反应生成腐蚀性烟气,破坏熔炼设备,恶化工作环境.为了提高熔化过程的安全性和减少镁合金液的氧化,20世纪70年代初出现了无熔剂熔炼工艺,在熔炼炉中采用六氟化硫(SF6)与氮气(N2)或干燥空气的混合保护气体,从而避免液面和空气接触.混合气体中SF6的含量要慎重选择.如果SF6 含量过高,会侵蚀坩锅降低其使用寿命;如果含量过低,则不能有效保护熔体.总的来说,无论是熔剂熔炼还是无熔剂熔炼,只要操作得当,都能较好地生产出优质铸造镁合金. 1熔炼保护工艺 (1)熔剂保护熔炼工艺

将熔体表面与氧气隔绝是安全地进行镁合金熔炼的最基本 要求.早期曾尝试采用气体保护系统,但效果并不理想.后来,人 们开发了熔剂保护熔炼的工艺.镁合金用熔剂见表7.3.在熔炼过程中,必须避免坩锅中熔融炉料出现"搭桥"现象,将余下的炉料 逐渐添加到坩锅内,保持合金熔体液面平稳上升,并将熔剂轻轻 撒在熔体表面. 每种镁合金都有各自的专用熔剂,必须严格遵守供应商规定的熔剂使用指南.在熔化过程中,必须防止炉料局部过热.采用熔体氯化工艺熔炼镁合金时,必须采取有效措施收集Cl2.在浇注前,要对熔体仔细撇渣,去氧化物,特别是影响抗蚀性的氯化物.浇注后,通常将硫粉撒在熔体表面以减轻其在凝固过程中的氧化. (2)无熔剂保护工艺 压铸技术中采用熔剂熔炼工艺会带来一些操作上的困难,特别是在热压室压铸中,这种困难更加严重.同时,熔剂夹杂是镁合金铸件最常见的缺陷,严重影响铸件的力学性能和耐蚀性,大大 阻碍了镁合金的广泛应用.20世纪70 年代初,无熔剂熔炼工艺 的开发成功是镁合金应用领域中的一个重要突破,对镁合金工业的发展有着革命性的意义. 1)气体保护机理 如上所述,纯净的N2,Ar,Ne 等惰性气体虽然能对镁及其合金熔体起到一定的阻燃和保护作用,但效果并不理想.N2易与镁

金属镁冶炼工艺比较

金属镁冶炼工艺比较 李晓波 （山西阳煤丰喜股份责任有限公司闻喜复肥分公司闻喜礼元镇ＰＣ０４３８０２） 摘要：阐述了皮江法炼镁的存在的问题，提出了解决措施，指明了冶炼金属镁的最佳工艺是渣炼镁。 关键词：电解镁皮江法炼镁回转窑无渣炼镁硅铁Magnesium metal smelting process is compared Li Xiao-bo (Shanxi YangMei FengXi wenxi compound branch shares responsibility co., LTD Wenxi li yuan town pc043802) Abstract: expounds the existing problems of smelting magnesium was numerically simulated, and the solution measures are put forward, pointed out the best technology of smelting magnesium metal magnesium smelting slag. Key words: Electrolytic magnesium Pidgeon magnesium smelting Rotary kiln No slag smelting magnesiumＦerrosilicon 2000年到今天, 中国金属镁企业均向万吨级转向,其总生产能力已超过80万吨/年，而全世界金属镁的使用量在60万吨/年以上，也就是说供大于求已是不争之实事，如何解决此矛盾，使企业走出困境，重点分析硅热法（皮江法）炼镁及碳热法炼镁。

燃煤锅炉热平衡测定方案解析

燃煤锅炉热平衡测定方案 一 实验目的 通过测定燃煤锅炉热效率，初步掌握其方法，对锅炉运行工况有更深入的了解。 二 实验原理 锅炉热效率可用热平衡实验方法测定，测定方法有正平衡和反平衡实验两种，实验必须在锅炉稳定工况下进行。 1 正平衡法 正平衡按式（1-1）进行，锅炉热效率即有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数： %1001 1?==r gl Q Q q η （1-1） 有效利用热量1Q 按下式计算： B Q Q gl = 1 kJ/kg （1-2） 式中 gl Q ——锅炉每小时有效吸热量，kJ/h ； B —— 每小时燃料消耗量,kg/h 。 蒸汽锅炉每小时有效吸热量 gl Q 按下式计算： 3310)(10)(?-+?-=gs ps ps gs q gl i i D i i D Q kJ/h （1-3） 式中 D ——锅炉蒸发量，t/h ； q i —— 蒸汽焓，kJ/kg ； gs i —— 锅炉给水焓，kJ/kg ； ps i —— 排污水焓，即锅炉压力下的饱和水焓，kJ/kg ； ps D ——锅炉排污水量，t/h ；

由于供热锅炉都是定期排污，为简化测试工作，在热平衡测试期间，可不进行排污。 当锅炉生产饱和蒸汽时，蒸汽干度一般都小于1，湿蒸汽的焓可按下式计算： 100 rW i i g - ''= kJ/kg （1-4） 式中 i ''——干饱和蒸汽的焓，kJ/kg ； r ——蒸汽的汽化潜热，kJ/kg ； W ——蒸汽湿度，%。供热锅炉生产的饱和蒸汽通常有1～5%的湿 度。 热水锅炉每小时吸收热量gl Q 按下式计算： 31210)(?-=i i G Q gl kJ/h （1-5） 式中 G ——热水锅炉每小时加热水量，t/h ； 1i 、2i ——热水锅炉进水和出水焓，kJ/kg 。 供热锅炉常采用正平衡法测定热效率，因为只要测定燃料消耗量、燃料应用基地位发热量、锅炉蒸发量、压力和温度即可算出热效率。 2 反平衡法 正平衡法只能求得锅炉的热效率，不可能借以分析影响锅炉热效率的原因，因此需要测出锅炉的各项热损失，用（1-6）式计算锅炉的热效率，称反平衡法。 )%(100654321q q q q q q gl -----==η (1-6) 正平衡测试时间为4小时，反平衡测试时间为3小时。对热平衡测试，在精度上有一定要求，两次热效率实验的测试误差，对正平衡法不得大于4%，反平衡法不得大于6%。锅炉热效率以两次平均值计算。同时用正平衡、反平衡法时，两种方法所测得的热效率偏差不得大于5%。 2．1 固体不完全燃烧热损失的测定和计算 对于运行中的锅炉，分别收集它每小时的灰渣、漏煤和飞灰重量hz G 、 lm G 和fh G （kg/h ），同时分析出它们所含可燃物的质量百分数hz R 、 lm R 和fh R （%）

金属热还原法制取稀土金属

金属热还原法制取稀土金属 金属热还原法制取稀土金属 (preparation of rare earth metal by metallot}letmic reduction) 在高温下用活性较稀土强的金属还原剂将稀土化合物还原成金属的过程。这是稀土金 属制取的重要方法，所用的金属还原剂有钙、锂、镧和铈等。 1826年莫桑德(C．G．Mosande,’)首次用金属钾在氢气气氛下还原氯化铈制得金属铈。此后一百余年间相继制得金属钆、镧、镨、钕等金属。1953年达恩(A．H．Daane)和斯佩丁(F．H．Spedding)~．I钙还原稀土氟化物制得致密状金属钇和其他重稀土金属。同年达 恩等又用镧还原氧化钐和氧化镱制得金属钐和镱。1956年美国卡尔森(O．N．carlson)等人采用钙还原钇的中间合金法制得金属钇。至20世纪60年代已能用金属热还原法制取纯度 超过99％的全部稀土金属。制取规模为每批数十克至数十千克。中国从20世纪60年代末开始进行金属热还原法制取稀土金属的研究，70年代初已能制得全部稀土金属，80年代实现大批量生产。 原理用金属还原剂还原稀土化合物，只有当反应的自由能变化AG为负值时，还原反应方可进行。镁、钙、锂还原稀土卤化物和氧化物的AG值与温度的关系曲线如图。图中曲线表明，金属镁与稀土卤化物和氧化物反应的AG具有正值或较小的负值，而钙、锂与稀土卤化物反应的AG为负值。因此，钙、锂可作为还原剂将稀土卤化物还原成稀土金属。镧和铈能将其他稀土氧化物还原成金属。 方法采用金属热还原法制取稀土金属的前提条件是：被还原的稀土化合物易于制备，纯度高；反应物中非稀土杂质含量少，还原剂纯度在99.9％以上；反应容器与稀土金属及 反应物作用小；还原反应须在惰性气体保护下进行(制备钐等在真空下进行)。主要有稀土氟化物钙热还原法、稀土氯化物钙热还原法、稀土氯化物锂热还原法和稀土氧化物镧、铈热还原法。 稀土氟化物钙热还原法用还原剂金属钙将稀土氟化物还原金属的过程。主要用于制取钆、铽、镝、钬、铒、铥、镥、钇等稀土金属。有钙热直接还原法和钙热还原中间合金法之分，前者的还原反应为： 3Ca+2REF3=3CaF2+2RE 稀土氟化物原料的制备方法有氟氢酸沉淀法和氟化氢气体(或氟氢化铵)直接氟化法，前者为湿法，后者为火法。氟氢酸沉淀法是用氟氢酸从氯化稀土溶液中沉淀出稀土氟化物，经过滤、烘干、脱水处理制得作为还原用的原料。此法处理量大，设备投资小，但作业较多，沉淀物较难过滤，稀土金属产品的氧含量较高。氟化氢气体直接氟化法，是在873～973K 温度下使氟化氢气体与稀土氧化物作用生成还原用的稀土氟化

金属镁冶炼项目

年产50000吨金属镁冶炼项目 一、项目名称：年产50000吨金属镁冶炼 二、项目背景及建设条件： （一）青阳县矿产资源丰富，其中非金属矿产主要有白云石、方解石、石灰石。据地质资料统计，全县白云岩资源量达10亿吨。矿床成因类为沉积型，根据白云岩的矿物结构及其化学成分分析，CaO平均含量为30.38%，MgO平均含量为21.57%，SiO2平均含量为0.46%，酸不溶物平均含量为0.75%，矿石平均含量达到熔剂白云岩特级品要求，完全达到金属镁冶炼的要求。 为充分利用池州市丰富的白云石资源，2008年底市政府主持召开了池州市七大金属产业链专家论证会，原则通过了《池州市白云石提炼金属镁资源综合利用产业链发展规划》。 （二）建设条件 1、青阳县白云石资源丰富，已探明资源量4亿吨，其中冶金用白云岩矿查明资源量1.93亿吨，可满足年产5万吨金属镁冶炼生产的要求。 2、青阳县开发区和乡镇工业集中区土地充足，四分之三面积已完成三通一平，电力充足，川气东输管线经过我县并设有管理站点。 3、交通运输便捷，318国道、104省道、合黄高速、铜九铁路均经过我县，距长江港仅有50公里，陆运、水运条件均好。 4、能源、劳动力资源优势明显，本省具有淮北、淮南两大煤炭基地，煤源充足且价格相对便宜，劳动力资源相对富余，可在本地招收，就近住宿，可以降低投资费用。 三、生产工艺： 本项目采用改良皮江法冶炼金属镁，白云石在回转窑或立窑中煅烧成煅白，经破碎后与硅铁粉（含硅75%）和萤石粉（含GaF2≥95%）混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250o C及真空的1.33Pa真空度下还原制取粗镁，经过溶剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。

镁的冶炼方法

皮江法炼镁的工艺流程及其优缺点 （来源：全球五金网日期：2010-6-9 点击：95 ） 镁的冶炼方法总体上可分成三种：一种是电解法；一种是硅热法（皮江法）；另一种是碳热法。 皮江法炼镁的主要工艺流程是：白云石在回转窑或立窑中煅烧成煅白，经破碎后与硅铁粉（含硅75％）和萤石粉（含GaF2）＝95％）混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及真空的1.33Pa 真空度下还原制取粗镁，经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。 皮江法炼镁是中国现行普遍应用的一种方法：其优点是： 1、规模能大能小，原材料可就地取材； 2、成本相对电解法较低； 3、技术不难掌握； 4、在九十年代经济效益可观； 5、镁的等级质量略高于电解镁等。 皮江法炼镁缺点：生产1 吨金属镁锭需要有消耗白云石12-14吨；无烟煤及烟煤8-10吨；副产还原渣5-6吨，这些还原渣目前还没有发现更好的用途，污染环境；劳动强度大，原料车间粉尘污染严重。镍含量太低，如要回收用浮选法，但杂质镁可能不易控制。 一般工厂用什么冶炼镁，对人体有害吗？ 答：有害。 镁是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。长时期里，化学家们将从含碳酸镁的菱镁矿焙烧获得的镁的氧化物苦土当作是不可再分割的物质。在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。1808年，戴维在成功制得钙以后，使用同样的办法又成功的制得了金属镁。从此镁被确定为元素，并被命名为magnesium，元素符号是Mg。 镁是一种参与生物体正常生命活动及新陈代谢过程必不可少的元素。镁影响细胞的多种生物功能：影响钾离子和钙离子的转运，调控信号的传递，参与能量代谢、蛋白质和核酸的合成；可以通过络合负电荷基团，尤其核苷酸中的磷酸基团来发挥维持物质的结构和功能；催化酶的激活和抑制及对细胞周期、细胞增殖及细胞分化的调控；镁还参与维持基因组的稳定性，并且还与机体氧化应激和肿瘤发生有关。 镁的吸收代谢：成人身体总镁含量约25g，其中60%~65%存在于骨、齿，27%分布于软组织。食物中的镁在整个肠道均可被吸收，但主要是在空肠末端与回肠部位吸收，吸收率一般约为30%。膳食中促进镁吸收的成分主要有氨基酸、乳糖等；抑制镁吸收的主要成分有过多的磷、草酸、植酸和膳食纤维等。成人从膳食中摄入的镁大量从胆汁、胰液和肠液分泌到肠道，其中60%~70%随粪便排出，部分从汗和脱落的皮肤细胞丢失。 镁离子是生物机体中含量较多的一种正离子，其量在整体中仅次于钙、钠、钾而居第四位；镁离子在细胞内的含量则仅次于钾离子而居第二位。整粒的种子、未经碾磨的谷物、青叶蔬菜、豆类和坚果是日粮镁最为丰富的来源；鱼、肉、奶和水果中镁含量较低；经过加工的食物，在加工过程中镁几乎全部损失。肌酸六磷酸、粗纤维、乙醇、过量的磷酸盐和钙离子削弱了镁的吸收，这可能是因为降低了内腔镁的浓度。

从高炉热平衡分析看炼铁工艺节能方向(标准版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 从高炉热平衡分析看炼铁工艺节 能方向(标准版)

从高炉热平衡分析看炼铁工艺节能方向(标 准版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 本文从高炉热平衡分析入手，追踪高炉冶炼行程中热能的分配去向，找出炼铁工艺的节能方向及实现途径，提高高炉热能利用率，对今后高炉进行节能降耗的研究开发具有重要现实意义。 高炉热平衡分析 以某钢厂新建的1座3200m3 高炉为例（其它高炉可能因炉容、原燃料条件不同等原因，热平衡计算数据与本次计算存在差异），该炉热平衡计算的计算条件如下表所示： 表1高炉热平衡计算条件 一、原燃料、炉尘成分 原料 kg/THM TFe（%）

S（%）C（%）H2 O（%）烧结矿- 55.07 0.043 - - 球团矿- 58.03 0.002 - - 块矿-

65.03 0.011 - 1.24 炉尘 20.17 36.94 0.34 31.772 - 二、燃料成分燃料 kg/THM CF（%） 灰分（%） 挥发分（%）H2 O（%）

硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案示范文本

硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

硅热法炼镁的节能和清洁能源解决方案 示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 20世纪90年代中期以来，为适应全球可持续发展的 要求，镁及镁合金的研发及应用进入高速增长期。在此期 间，凭借资源、能源和成本优势，中国镁工业发展强劲， 迅速控制了全球原镁的供应。据海关统计，20xx年中国镁 产品出口量29.8万t，约占全球总发货量的66.6％。 中国原镁产量的98％是经由硅热还原或称做Pidgeon Process的方法生产的，并被预测是未来中国最主要的金属 镁生产方式。有关专家担心，如果不能保证高质量和相对 稳定的原料供给，镁应用产业很可能出现整体萎缩。因 而，部署在中国各地镁厂的卧式皮江法还原装置，就是不 能不受到人们的强烈关注。这种生产设施具有工艺路线简

单，工艺参数较易调控的优点，然而也具有还原过程传质传热差，热效率低的明显弱点，从而限制了皮江法镁厂的生产规模。 1 皮江法炼镁的热化学 皮江法炼镁的热还原反应是在卧式原罐中进行的，总反应的化学计量方程由（1）式给出： 2MgO·2CaO+Si(Fe)→Ca2SiO4+2Mg+Fe （1） 反应式（1）的自由能函数ΔG与温度T的关系由式（2）给出： ΔG=115600+11.74TlogT-100.38T （2） 反应热ΔH与温度T的关系见（3）式： ΔH=115600-5.098T（3） 由（2）式可知此还原反应的临界温度Tc。若使反应（1）正向进行，反应温度必须大于临界值Tc，温度越高，或提高反应速度越显著，反应（1）就越能够进行到底。真

皮江法冶炼镁的工艺过程与优缺点

皮江法冶炼镁的工艺过程与优缺点 镁的冶炼方法总体上可分成三种：一种是电解法；一种是硅热法（皮江法）；另一种是碳热法。 皮江法是一种应用广泛的镁的冶炼方法，以发明者皮江(L_M．Pidgeon)命名的这种方法应用时间较长，可称是硅热法炼镁的经典方法。与其他方法相比，此法具有建厂快、投资省、可利用多种热源、产品质量好等优点，但由于间歇作业、单台生产能力低、能耗较高等问题，而影响它的发展。加拿大蒂尼柯(Timminco)公司的哈雷(taley)镁厂于1941年最先采用皮江法炼镁生产金属镁。随后，日本古河镁厂和字部兴产镁厂也先后采用这种炼镁方法。70年代以后，这些炼镁厂对皮江法炼镁的工艺和设备进行了改进，并逐步实现机械化、自动化操作后，进一步改善了作业条件和提高了劳动生产率。 皮江法炼镁的主要工艺流程是：

白云石在回转窑或立窑中煅烧成煅白，经破碎后与硅铁粉（含硅75％）和萤石粉（含GaF2）＝95％）混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及真空的1.33Pa 真空度下还原制取粗镁，经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。 具体工艺过程： （1）白云石煅烧：将白云石在回转窑或竖窑中加热至1100～1200℃，烧成煅白（MgOCaO）。 白云石煅烧天然白云石是一种分布很广的矿物，其分子式为MgCO3?CaCO3。用于皮江法炼镁的白云石一般含MgO19％～21％、CaO30％～33％、(SiO2+A12O3+Fe2O3)<0．5％、(Na2O+K2O)<0．05％，粒度10～30mm。白云石要先进行煅烧。国际上主要的皮江法炼镁厂均采用回转窑煅烧法，使用的燃料有天然气、重油、重油焦粉(或煤粉)、半水煤气、焦炉煤气、发生炉煤气等。白云石在1423～1473K温度下煅烧，分解成Mg()?CaO。经煅烧的白云石称煅烧白云石，含MgO37％～39％，灼减1％以下(最好0．5％以下)，活度超过30％。 （2）配料制球：将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨，然后压制成球。 粉磨与压球煅烧白云石与破碎过的硅铁(Si>75％、Al<1．5％。Mn<0．05％)按摩尔比Si：MgO=1．2～1．3配料，并加入总料质量3％的萤石粉((2aF2>95％)。将配好的物料磨细至O．1mm粒级以下的煅烧白云石占60％，0．075mm粒级以下的硅铁占70％～80％。磨细的物料经混合后，用对辊式压球机在大于150MPa的压力下压制成球团。压制好的球团装入防潮的纸袋中备用。 （3）还原：将料球在还原罐中加热至1200+10℃，在13.3Pa或更高真空条件下，保持8～10小时，氧化镁还原成镁蒸气，冷凝后成为粗镁。 真空热还原球团料装入还原炉的还原罐中于真空下被硅铁中的硅还原成金属镁的过程。

导热油热平衡

审核小组对导热油锅炉的热效率进行了分析计算。 燃料送入锅炉的热量与锅炉有效利用热量及各项热损失的和相等 Q r=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 Q r：燃料送入锅炉的热量，kj/h Q1：锅炉有效利用热量，kj/h Q2：排烟带走的热量，kj/h Q3：化学不完全燃烧损失的热量，kj/h Q4：固体不完全燃烧损失的热量，kj/h Q5：锅炉向周围空气散失的热量，kj/h Q6：其他散热损失的热量，kj/h 由导热油锅炉热平衡方程可得热效率ηB为： ηB = q1 = 100-（q2+q3+q4+q5+q6）（%） 式中：q2为排烟热损失，%；q3为化学不完燃烧热损失，%；q4为固体不完全燃烧热损失，%；q5为散热损失，%；q6为其它热损失，%。 Q1= m（ex2-ex1）×103 m:锅炉进油量，t/h ex 2:锅炉出油焓，kj/kg ex 1:锅炉进油焓，kj/kg 利用开口系统的计算式，可得导热油进口状态1变化到出口状态2的比 增加量为： ex2-ex1=（h2-h1）-Ta（S2-S1）（3） 导热油吸热平均温度为： Tm=（h2-h1）/（S2-S1）（5） 式中：Ta为环境温度，K；S1为导热油进口处的比熵，kJ/（）；S2为导热油出口处的比熵，kJ/（）。h2为导热油出口处的比焓，kJ/kg；h1为导热油进口处的比焓，kJ/kg。 根据统计，2012年导热油炉耗煤量为1400t，煤低位热值Q y dw为5000kcal/kg，折合热量，Qr=×106kJ/h，企业锅炉排烟温度为280-300℃，气量为3900 m3/h。导热油锅炉效率计算如表xxxxx

热还原法生产金属钐改进工艺

热还原法生产金属钐工艺的改进

热还原法生产金属钐工艺的改进 摘要：本文通过对热还原法生产金属钐工艺中化学反应的热力学计算及反应过程分析，找到了影响还原收率的主要因素，即：还原反应温度偏低；压块中还原生成的金属钐无法完全被蒸馏出来，从而对原工艺进行了改进。改进后的工艺能使金属钐的收率由原来的90%左右一次性提高至96%以上。 关键字：金属钐；生产工艺；改进；提高收率 钐的主要用途是作稀土永磁材料钐钴合金，主要有两种：1：5钐钴永磁体和2：17钐钴永磁体，由于钐钴永磁体在热稳定性和抗腐蚀性方面优于钕铁硼磁体，因而成为某些工业特别是军事和航空等领域的首选材料。同时，90年代初期研制开发的新型磁性材料钐铁氮磁体以其较低的制造成本、优于钕铁硼的某些性能（耐热性和耐蚀性）成为金属钐的又一重要市场[1]。 金属钐的生产方法主要为镧铈金属热还原法[2，3]，是利用钐的蒸气压远大于还原剂金属蒸气压的特性，真空状态下在还原的同时将其蒸馏出来。反应方程式为： Sm2O3(s)+R(l)→2Sm(g)+R2O3(s) (R=La,Ce), 其生产工艺不论在各类文献资料[2，3]，还是在各稀土冶炼厂家都采用以下原则流程：备料→混料→压制→装炉→还原→蒸馏→出炉。该工艺的突出缺点是金属钐的直收率不高，文献[3]介绍仅能达到90%。本文通过对还原反应的热力学计算，确定了合理的反应升温制度，通过对反应过程的分析，确定了影响还原收率的主要限制环节，从而对原工艺进行了改进。改进后的工艺不但缩短了生产工艺，而且能使金属钐的直收率一次性提高至96%。 1反应原理 1.1热力学计算 还原过程：Sm2O3(s)+R(l)→2Sm(g)+R2O3(s) (R=La,Ce) 反应进行的条件：ΔG T=ΔG T0+RTlnKp≤0 在该多相反应中，反应的平衡取决于气相成分的蒸气压，因为在反应温度下，其他成分的蒸汽压很小，可视为零。当反应达平衡时： ΔG T0=-RTlnKp=-RTlnp (1) 而平衡蒸气压Pmm与温度的关系：

铝硅合金热法炼镁的理论分析

镁冶炼 铝硅合金热法炼镁的理论分析 姚广春　张晓明　郭清富　张东峰　柳晓梅 (东北大学　辽宁沈阳　110006) 摘要:为了降低热法炼镁的生产成本,提高生产效率,本文讨论了用电热法生产的粗铝硅合金作为还原剂的热法炼镁的可行性。通过对用铝、硅还原镁的热力学计算,分析了降低还原温度的可能性,同时还进行了铝硅合金和硅铁还原剂的理论单耗计算分析。分析结果表明,用铝硅合金为还原剂的热法炼镁是可行的。关键词:铝硅合金　热法炼镁　还原剂 我国的热法炼镁厂都是采用以白云石为原料、硅铁为还原剂、燃烧原煤加热的皮江法炼镁技术。由于硅铁的还原反应活性低,还原反应温度达到1180℃左右。反应温度高使反应罐使用寿命降低,一般反应罐使用寿命为3～6个月,有的厂甚至平均寿命仅为3个月左右。反应罐的费用在生产成本中占很大的比例,反应罐使用寿命低使镁的生产成本明显增高。此外,硅铁还原反应活性低还导致单罐次反应时间长,一般为8小时左右,这也使镁的生产成本增高。 为了降低还原反应温度,延长反应罐的使用寿命,提高反应速度,降低生产成本,我们研究了用电热法生产的粗铝硅合金作为还原剂的热法炼镁的可行生。通过对铝、硅还原氧化镁的热力学计算,分析了降低还原反应温度的可行性。讨论了以铝硅合金与硅铁作还原剂时的动力学因素,分析了提高还原速率的可能性。此外,还计算分析了铝硅合金与硅铁作还原剂时的理论单耗。 根据理论分析结果,我们用电热法生产的铝硅合金(含铝4415%)作为还原剂,进行了热法炼镁的试验,并与用硅铁(含硅75%)作为还原剂时做对比,试验结果将在后续文中报道。 1　用铝、硅还原金属镁的热力学分 析 热还原法炼镁是在高温下,利用还原剂将镁从化合物中还原出来。用金属作还原剂,如果以Me 表示,则还原过程的基本反应为: mMgO +nMe =mMg +Me n O m 从热力学角度讲,要将镁从氧化镁中还原出来,还原剂对氧的亲和力必须大于镁对氧的亲和力,即,还原剂的氧化物Me n O m 比MgO 有更高的化学稳定性。 氧化物的化学稳定性是用标准吉布斯自由能变化△G °量度的,△G °负值越大的氧化物越稳定。 1.1　硅热法还原金属镁的热力学分析 硅热法还原金属镁的基本反应为:Si (s )+2MgO (s )=2Mg (g )+SiO 2(s ) ⑴镁与氧气的反应为:2Mg (g )+O 2=2MgO (s ) ⑵ △G o 2=-1465400+411198T (1376～3125K ) 硅与氧气的反应为:Si (s )+O 2=SiO 2(s ) ⑶ ? 24? 轻　金　属 1998年№3

镁合金熔炼作业指导书

镁合金熔炼作业指导书 （ISO9001-2015/IATF16949-2016） 1.0目的 为了能够保证员工的安全、产品的质量，特制定本制度，须严格按本指导书执行。 2.0适用范围 适用于公司镁合金的熔炼。 3.0职责 3.1技术部是本制度的制定部门； 3.2生产部是本制度的执行部门； 4.0内容 4.1开炉准备 4.1.1检查针对镁合金安全防护的消防灭火物品及数量是否准备到工作现场。 4.1.2检查镁合金原材料表面是否有油污、氧化物、潮湿。检查保护气体氮气、SF6压力2bar-4bar。检查清泵、打渣工具是否齐全并准备到现场。 4.1.3检查熔炉电缆是否有裸露，三相电源是否是AC380V。供气5分钟检查各气路混合系统是否正常，检查管路接头是否漏气、检查密封件。 4.1.4检查熔化室、保温室、浇注室内是否有水、油、干沙或铁锈。 4.1.5检查镁炉熔化室、保温室、浇注室炉盖、出料口是否用耐火棉密封好。 4.1.6检查给料泵手动转动是否顺畅。操作面板各开关有效。 4.2开炉

4.1.1合上供电电柜、熔炉主电源开关及0转到I。 4.1.2调节各压力到正常：氮气2bar-4bar，六氟化硫2bar-4bar，SF6压力大于N2压力0.2Kgf/cm2。 4.1.3主进气源压力不能大于0.8Mpa，会对控制柜气路有损坏。 4.1.4因镁合金熔炉镁液容量大小不一需要的混合保护气流量大小不一样，适镁锭杂质，预热情况，密封情况，气源纯度而定。（注：依镁液表面形成良好的保护膜为准，无氧化，无着火，检测方法打开加料盖20--30秒看是否氧化，着火。） 4.1.5镁合金熔炉应用于压铸混合比例SF6N2(千分之2-3)，要求使用纯氮；纯度99.9℅六氟化硫纯度99.9℅.因地区差异使用其它气体要告知厂商。 4.1.6镁合金镁液温度580℃以上禁止停止保护气或缺少保护气。 4.1.7熔炉保护气管炉内有氧化镁堵塞时保护效果差可以把气管堵头拆下疏通。 4.1.8保护气管因风化或其它原因损坏要及时更换；以免造成气体消耗大或炉内氧化严重造成损失 4.1.9保护气管道要定时检查有无泄漏；方法用洗洁精配水形成泡沫涂在管道上看有无气泡。检查后用干净布擦干净。 4.1.10升温加热过程中，每小时检查一次温度、压力流量值，做好记录。 4.1.11工作过程中随时观察熔炉温度，检查气体的压力、流量。随时对熔炉密闭性进行检查做好防范工作。 4.1.12坩埚内料液液面离炉盖不低于20mm。 4.1.13加料时镁锭应先进行预热到150℃并沿炉壁倾斜慢慢划入料液内。每次

硅热法炼镁

硅热法炼镁 第一节概述 利用不同还原剂（硅铁、碳化钙和炭）在高温下，可以将镁从其镁化合物中还原出来而制得金属镁。 （1）用硅铁（Si-Fe）作还原剂，在高温（1200-1250℃）、高真空（1-13Pa）的条件下进行还原反应制取金属镁，此方法简称硅热法炼镁（即皮江法炼镁），其反应为： 2(MgO·CaO) + Si(Fe) = 2Mg + 2CaO·SiO2 + (Fe) （2）用碳化钙（CaC2）作还原剂，在真空条件下，于1100~1200℃的温度下进行还原反应制取金属镁。此法称为碳化物热还原法，其反应为： MgO + CaC2 = Mg + CaO +C 在还原过程中，容易从空气中吸收水，产生乙炔气体，从而影响了该法的发展。（3）用炭（C）作还原剂，在常压下于1850℃高温下进行还原反应，还原方应为可逆反应。 MgO + C = Mg + CO 反应产物镁和CO同为气态。为了避免逆反应的发生，必须将它们进行骤然冷却（降温至200~250℃以下），使用大量惰性气体可以达到冷却的目的。此时所获得镁为镁粉（镁尘），然后再进行压块蒸馏获得金属镁。此法为炭热还原法炼镁。 以上三种方法在工艺技术上以硅热法炼镁较为完善，成为当今金属镁生产中除电解法炼镁外的一个重要的方法，尤其在中国硅热法炼镁几乎成为生产金属镁的主要方法。 第二节硅热法炼镁的基本原理 略 第三节硅热法炼镁的生产工艺 一、硅热法炼镁的原料及燃料 1、硅热法炼镁的原料 硅热法炼镁的原料有白云石、硅铁、萤石和溶剂等 (1)白云石的化学成分（%）： MgO 19~21 CaO 30~33 SiO2 < 0.5 Fe2O3 < 0.5 Al2O3 < 0.5 Na2O < 0.5 K2O <0.005 Mn <0.0005 如白云石内杂质含量（SiO2，Fe2O3，Al2O3）偏高，在煅烧和还原过程中容易生成低熔点化合物（mCaO·n Fe2O3，mCaO·n Al2O3和2 MgO·SiO2）