碳热还原氧化镁及其催化研究

碳热还原氧化镁及其催化研究

随着全球资源、环境保护日益严峻，被誉为最具潜力的“绿色工程材料”镁及其合金在国内外的应用领域不断扩大，对原镁的需求量大幅增加，原镁的需求大大推进了炼镁工艺技术的进步。目前的炼镁方法主要为电解法和硅热还原法，但二者都存在成本高、能耗大、污染严重等问题。国内外研究者采用廉价的碳作为还原剂，并运用真空冶金技术，形成真空碳热法还原氧化镁工艺，原料成本大大降低。但是，目前的真空碳热还原法还原反应温度高、镁的还原率低、可逆反应控制难等，因此寻求低温高还原率是碳热还原法炼镁的关键技术。通过添加氟化物进行催化还原反应，来降低还原温度、提高镁的还原率，达到低耗高效的目的。通过选取石墨作为还原剂进行碳热还原氧化镁试验，得出试样的失重较低，认为石墨的还原性较差，因此采用几种常用的碳质还原剂进行比较试验，优选得出适合碳热法的还原剂。通过添加不同种类及含量的氟化物作为催化剂，在不同还原条件下进行碳热还原氧化镁，用原子吸收光谱法分析还原渣中剩余氧化镁的含量，得出氧化镁的还原率，并探讨氟化物的种类及含量对碳热还原氧化镁的催化影响。

试验结果表明：（1）采用以石墨为还原剂进行不同工艺参数的还原试验，得出最佳工艺条件下球团失重也较低，仅为27%左右。（2）比较几种常用碳质还原剂的氧化镁还原率，还原效果从优到差依次为：焦炭＞木炭＞活性炭＞石墨，焦炭为最佳还原剂。（3）以焦炭为还原剂的正交试验表明，在本试验条件下碳热还原氧化镁因数影响为：碳粒度影响最大，其次是时间和碳配比，而温度的影响较小，最优工艺条件为时间120min，温度1600℃，碳配比1：3，碳粒度-240目。