真空碳熱還原煉鎂工藝中鎂蒸氣冷凝收集實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、金屬鎂及其合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其具有良好的機(jī)械性能和物理性能，逐漸成為全球廣泛應(yīng)用的金屬材料。目前，煉鎂的生產(chǎn)工藝主要以電解法和硅熱法為主。而碳熱還原法煉鎂工藝與現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的工藝相比具有生產(chǎn)流程短、能耗小、成本低、生產(chǎn)效率高、污染小等特點(diǎn)。隨著全球?qū)Y源高效利用和環(huán)境生態(tài)保護(hù)的重視和關(guān)注，碳熱還原法煉鎂具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)碳熱還原法煉鎂工藝技術(shù)進(jìn)行了許多研究，但對(duì)碳熱還原反應(yīng)鎂蒸氣冷凝過程Mg

2、—CO逆反應(yīng)的抑制尚未得到有效解決。研究碳熱還原鎂蒸氣冷凝收集條件和抑制鎂蒸氣與CO的逆反應(yīng)具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)真空碳熱還原煉鎂工藝中鎂蒸氣的冷凝收集問題。在理論分析鎂蒸氣的冷凝機(jī)理的基礎(chǔ)上，以氧化鎂和石墨為原料、真空立式管式爐為主要設(shè)備，實(shí)驗(yàn)研究溫度、壓力和惰性氣體氬氣對(duì)鎂蒸氣冷凝收集的影響。應(yīng)用 X射線衍射和掃描電鏡等分析手段。探討了真空碳熱還原過程中鎂蒸氣冷凝收集條件和逆反應(yīng)控制措施。在本實(shí)驗(yàn)條件下，得到以

3、下結(jié)論：
　?、僭隗w系壓力為1 KPa的條件下，理論分析鎂蒸氣冷凝結(jié)晶適宜的溫度范圍為924 K—975 K，通過對(duì)真空反應(yīng)爐冷凝區(qū)域溫度分布測(cè)試和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果確定最佳冷凝溫度區(qū)間為950(±20) K。通過熱力學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明當(dāng)體系壓力降低時(shí)，抑制了鎂蒸氣冷凝過程中Mg—CO反應(yīng)生成Mg2C3，減少逆反應(yīng)，提高產(chǎn)物純度。
　?、趯?shí)驗(yàn)結(jié)果表明通入氬氣能有效減少M(fèi)g—CO逆反應(yīng)，相同實(shí)驗(yàn)條件下冷凝產(chǎn)物金屬鎂的含量提高約