金属镁生产工艺概述
金属镁的生产工艺
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金属镁的生产工艺金属镁是一种重要的金属材料,在航空航天、汽车制造、电子技术等领域具有广泛的应用。
生产金属镁的主要工艺包括镁矿开采、矿石矿砂分离、提取、精炼和铸造等几个步骤。
以下为你详细介绍金属镁的生产工艺。
首先是镁矿开采。
金属镁主要来源于镁矿石,常见的镁矿石有菱镁矿、硬岩膏岩、海水镁盐等。
镁矿的开采主要通过露天开采和井下开采两种方式进行。
露天开采是将镁矿石露天暴露后进行采掘。
首先,通过爆破将矿石区域表层的岩石炸碎,然后使用巨型挖掘机将碎石矿石装入运输车辆中。
井下开采则是通过挖掘竖井或水平巷道的方式,将镁矿石从地下开采出来。
接下来是矿石矿砂分离。
这一步是将开采得到的镁矿石和杂质矿石进行分离,通常采用磁选法、浮选法和重选法等方法。
其中,磁选法适用于具有吸磁性的物质(如矿石中的铁矿物),可通过磁选机进行分离;浮选法适用于具有浸润性差的物质(如矿石中的硅酸盐),通过气泡将目标矿物上浮,达到分离的目的;而重选法适用于具有密度差异的矿石,将矿石放入重选机中,利用重力分离矿石。
之后是提取和精炼。
提取过程中,将分离出的镁矿砂加入高温的电炉中,进行煅烧。
在高温下,镁矿砂中的镁氧化物会发生还原反应,得到金属镁。
精炼过程中,将得到的金属镁经过熔炼、电解和脱氧等处理,去除杂质,提高镁的纯度。
最后是铸造。
通过精炼后的金属镁可以进行铸造,根据需要进行不同形状的铸件制造。
常见的铸造方法有砂模铸造、压力铸造和精密铸造等。
其中,砂模铸造是将金属镁熔融后倒入砂模中,待凝固后取出成型;压力铸造则是将熔融的金属镁注入压力铸造机中,通过高压快速充模,使金属镁凝固成型;而精密铸造则是通过模具和真空或气体压力控制,将金属镁精确地注入模具中,得到高精度的铸件。
综上所述,金属镁的生产工艺包括镁矿开采、矿石矿砂分离、提取、精炼和铸造等多个步骤。
这些工艺的顺序和特定的操作方法都对金属镁的生产质量和效率有重要影响,因此需要科学合理地进行控制和操作。
金属镁生产工艺原理介绍
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金属镁生产工艺原理介绍1.电解法炼镁的各种工艺原理氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。
该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。
其中后者最大的难点是如何去除MgCl2·6H2O中的结晶水。
一般来说:采用普通的加热法可以去除部分结晶水,生成MgCl2·3/2H2O。
但MgCl2·3/2H2O在空气中加热时很容易发生水解反应,生成不利于电解过程的杂质,如Mg(OH)2。
电解法生产镁的工艺很多,但基本原理相同,其中最有代表性的有DOW工艺、I.G.Farben 工艺、Magnola工艺等。
DOW工艺1916年DOW工艺在美国Michighn的Midland首次得到应用。
当时所用的制备MgCl2的方法是将海水与煅烧白云石一起制成泥浆,与盐酸反应,生成氯化镁溶液,将其浓缩并干燥处理后生成MgCl2·3/2H20。
这种原料直接加入电解槽内进行反应,副产物氯气可以回收利用。
1941年道屋(DOW)化学公司在塔克赛斯自由港建立了一个工厂,从海水中提取镁的电解原料。
海水由引水槽引入,滤过淤泥后导人沉淀池,与石灰混合,过滤后与20 %HCl反应生成MgCl2,蒸发后得到固体氯化镁,然后经干燥炉干燥得到低水合氯化镁(MgCl2·3/2H2O),成为DOW工艺电解制镁的原料。
许多生产厂家都采用与DOW工艺类似的方法电解海水来生产镁(见图1),主要差别在于提取无水氯化镁的方法不同。
DOW化学公司通过在含大量MgCl2、NaCl 和CaCl2混合溶液的电解池中直接加入少量部分脱水氯化物来迅速脱水。
挪威诺斯克—希德罗(Norsk—Hydro)公司是欧洲最主要的镁生产商,通过在于燥的氯化氢气氛中加热MgCl2·6H2O来实现完全脱水。
前独联体则主要采用往电解池中加入无水光卤石来脱水。
最近,澳大利亚金属镁公司开发了一种制备无水氯化镁原料的全新工艺,在氯化镁溶液中加入一种称为Gylcol的物质,蒸馏脱水,然后喷雾氨生成六氨合氯化镁,接着焙烧制备高质量的无水氯化镁。
镁冶炼工艺与技术
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03
镁的冶炼方法与技术
菱镁矿的煅烧与还原熔炼法
菱镁矿的煅烧
将菱镁矿在高温下进行煅 烧,使其分解为氧化镁和 二氧化碳。
还原熔炼法
将煅烧后的氧化镁与碳还 原剂混合,在高温下进行 熔炼,生成液态的镁和一 氧化碳。
技术特点
该方法具有原料来源丰富 、成本低廉等优点,是目 前应用最广泛的镁冶炼方 法之一。
海水提镁技术
镁冶炼工艺与技术
汇报人:可编辑 2024-01-06
目录
• 镁冶炼工艺概述 • 镁矿石的采选与预处理 • 镁的冶炼方法与技术 • 镁冶炼的环保与安全 • 镁冶炼的应用与市场前景
01
镁冶炼工艺概述
镁冶炼的定义与重要性
镁冶炼的定义
镁冶炼是指通过一系列物理和化学过 程,从矿石中提取和纯化镁的过程。
镁冶炼的重要性
镁冶炼的安全生产与管理
严格遵守安全操作规程
确保员工严格遵守镁冶炼的安全操作规程,降低事故发生的风险 。
定期维护和检查设备
对镁冶炼设备进行定期维护和检查,确保设备正常运行,防止设备 故障引发的事故。
提高员工安全意识
加强员工安全培训和教育,提高员工的安全意识和应对突发事件的 能力。
镁冶炼的废弃物处理与资源化利用
航空航天
镁合金由于其轻量化和高强度特性, 广泛应用于航空航天领域。
汽车工业
镁合金在汽车工业中用于制造汽车零 部件,如发动机零件、车轮等,以提 高汽车性能和节能减排。
电子产品
镁合金在电子产品中用于制造外壳、 支架等部件,以提高产品的轻量化和 美观度。
其他领域
镁合金还广泛应用于医疗器械、体育 器材、建筑等领域。
通过真空蒸馏、电解等 方法,将粗镁提纯为高
金属镁生产工艺概述
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文章编号:1672-1152(2011)03-0001-04
山西冶金 SHANXI METALLURGY
金属镁生产工艺概述
Total 131 No.3,2011
孙晓思
(太原科技大学应用科学学院, 山西 太原 030024)
摘 要:简要介绍了金属镁生产工艺—— —电解法和热还原法;详细介绍了我国现存的主要镁生产方法—— —皮江
二战前,全球生产金属镁的方法只有一种— —— 电解法 (以菱镁矿为主要原料)。但电解法耗资巨 大,工艺复杂。二战期间,由于军事工业的发展,镁合 金的需求量急剧增加,又由于含镁矿石资源中以白 云石的储量最多且分布最广,所以自 1938 年起由奥 地利和美国开始在高温真空条件下,用碳作还原剂,
·2·
山西冶金 E- mail:yejinsx@
热还原法即硅热法炼镁工艺,其原理为:硅(一般 为 w(FeSi)=75%的合金)在高温(1 100~1 250 ℃) 和真空(13.3~133.3 Pa)条件下,还原白云石中的氧 化镁为金属镁,其化学反应可表示为:
2(MgO·CaO)+Si=2Mg↑+2CaO·SiO2 传统的硅热还原法,按照所用设备装置的不同 分为四种:皮江法(Pidgeon Process)、巴尔札诺法 (Balzano Process)、玛格尼法(Magnetherm Process) 和 MTMP 法[6]。 由于白云石资源分布广泛,储量丰富,而皮江法 炼镁可以直接采用其作原料;并利用天然气、煤气、 重油和交流电等作热源;工艺流程简单,建厂投资 少,生产规模灵活;反应炉体小,建造容易,技术难度 小;成品镁的纯度高。这些特点恰恰符合我国的实际 国情,因此,皮江法在我国得到了广泛的发展和应 用。到目前为止,皮江法仍是我国生产金属镁的主要
金属镁的生产工艺流程
![金属镁的生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/e7de1d045b8102d276a20029bd64783e09127da1.png)
金属镁的生产工艺流程
金属镁是一种轻质金属,具有广泛的应用前景。
生产金属镁的工艺流程通常包括矿石选矿、还原、电解等多个步骤。
1. 矿石选矿
金属镁主要存在于菱镁矿和透镁石中,因此首先需要进行矿石选矿。
矿石选矿的目的是分离出含镁矿石,通常采用重选、浮选、磁选等方法进行分离。
2. 还原
选矿后的矿石需要进行还原,将镁的氧化物还原成金属镁。
目前主要的还原方法有热还原法和电解还原法。
(1)热还原法
热还原法是将矿石加热至高温,并用还原剂与氧化物反应还原成金属。
这种方法需要高温,消耗大量能源,同时还会产生大量的二氧化碳等污染物,因此不太环保。
(2)电解还原法
电解还原法是将矿石在电解槽中进行电解,利用电流的作用将氧化物还原成金属。
这种方法不需要高温,能耗低,同时产生的废气也相对较少。
3. 电解
经过还原后得到的金属镁需要进行电解。
电解是将金属镁在电解槽中进行电解,从而得到高纯度的金属镁。
电解的过程中,需要将金属镁的阳极和阴极分别放在电解槽中,同时通入一定的电流。
经过一段时间的电解,就能得到高纯度的金属镁。
总体来说,生产金属镁的工艺流程比较复杂,需要经过多个步骤才能得到高纯度的金属镁。
不过,随着技术的不断进步,金属镁的生产工艺也在不断改进,未来有望实现更加环保和高效的生产过程。
镁的冶炼方法
![镁的冶炼方法](https://img.taocdn.com/s3/m/fce69afc64ce0508763231126edb6f1aff0071bb.png)
镁的冶炼方法镁是一种轻金属,具有较高的比强度和比刚度,同时具有良好的耐热性和耐腐蚀性,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。
而镁的冶炼方法对于其性能和品质起着至关重要的作用。
下面将介绍几种常见的镁的冶炼方法。
一、熔炼法。
熔炼法是镁的常见冶炼方法之一。
首先将镁矿石经过破碎、磨矿等工艺处理,然后将其放入电炉或燃煤炉中进行熔炼。
在熔炼的过程中,镁矿石中的氧化镁会被还原成金属镁,然后通过冷却凝固成为块状的镁金属。
熔炼法能够高效地提取镁金属,并且可以对镁金属的纯度进行控制,是一种常用的工业生产方法。
二、电解法。
电解法是另一种常见的镁的冶炼方法。
在电解法中,首先将镁矿石经过破碎、浸出等工艺处理,然后将其溶解在盐酸或硫酸中,生成镁盐溶液。
接着将镁盐溶液置于电解槽中,通过电解的方式将其中的镁离子还原成金属镁,最终得到镁金属。
电解法能够实现对镁金属的高纯度提取,且生产过程环保、能耗低,因此在现代工业中得到了广泛应用。
三、熔盐电解法。
熔盐电解法是一种新型的镁的冶炼方法。
在熔盐电解法中,首先将镁矿石经过破碎、磨矿等工艺处理,然后将其与氯化钠等盐类混合物置于熔炉中,形成熔盐电解质。
随后将熔盐电解质置于电解槽中,通过电解的方式将其中的镁离子还原成金属镁,最终得到镁金属。
熔盐电解法能够实现对镁金属的高效提取,并且可以在较低温度下进行,有利于节能减排。
四、气相法。
气相法是一种新兴的镁的冶炼方法。
在气相法中,首先将镁矿石经过破碎、磨矿等工艺处理,然后将其置于高温熔炉中,通过加热使镁矿石发生气化反应,生成镁蒸汽。
随后将镁蒸汽冷凝成为固态的镁金属。
气相法能够高效地提取镁金属,并且可以实现对镁金属的高纯度提取,是一种具有潜力的新型冶炼方法。
总结:以上所述的几种镁的冶炼方法各有特点,可以根据实际生产需求和资源条件进行选择。
在未来的发展中,随着科技的不断进步,相信会有更多更高效的镁的冶炼方法出现,为镁金属的生产提供更多选择和可能。
镁粉生产工艺现状分析报告
![镁粉生产工艺现状分析报告](https://img.taocdn.com/s3/m/51f49092cf2f0066f5335a8102d276a201296011.png)
镁粉生产工艺现状分析报告引言镁粉是一种重要的金属材料,具有很广泛的应用领域,包括机械工业、航空航天、冶金等。
在中国,镁粉的生产工艺经历了不断的发展和改进,以提高生产效率和产品质量。
本报告将对镁粉生产工艺的现状进行分析。
1. 镁粉生产工艺概述镁粉的生产工艺主要包括镁合金熔炼、冷却、破碎、粉碎、筛分等步骤。
首先,将金属镁及其合金材料加热至熔化温度,然后进行冷却,将熔化的镁合金冷却成固态。
接着,利用破碎和粉碎设备将固态的镁合金打碎和粉碎成颗粒状。
最后,通过筛分设备将粉碎后的颗粒进行筛分,以得到所需的镁粉产品。
2. 镁粉生产工艺现状分析2.1 镁合金熔炼镁合金熔炼是镁粉生产的关键步骤之一。
传统的熔炼工艺采用电阻炉或电弧炉作为熔炼设备,但存在能耗高、熔炼温度不易控制等问题。
目前,一些企业引进了先进的电炉设备,如感应加热炉和氧气燃烧炉,来提高熔炼效率和产品质量。
2.2 冷却冷却是将熔化的镁合金冷却成固态的重要步骤。
传统的冷却方法主要是自然冷却,但速度较慢且不易控制。
为了提高生产效率,一些企业采用水冷却或气体冷却等技术,可以显著缩短冷却时间,并有利于控制产品质量。
2.3 破碎和粉碎破碎和粉碎是将固态的镁合金打碎和粉碎成颗粒状的关键步骤。
目前,常用的破碎设备有锤式破碎机、颚式破碎机等,而粉碎设备则有球磨机和高速粉碎机等。
然而,这些设备在使用过程中存在能耗高、易损件消耗快等问题。
2.4 筛分筛分是将粉碎后的颗粒按照不同粒度进行分类的步骤。
传统的筛分方法主要是采用机械筛分机,但限于筛孔尺寸和筛孔形状的限制,无法满足精细筛分的需求。
一些企业开始使用先进的震动筛和气流筛等设备,以提高筛分效率和产品质量。
3. 问题与挑战虽然镁粉生产工艺在不断的发展和改进,但仍存在一些问题和挑战。
首先,传统工艺中的能耗较高,需要引入节能环保的技术手段。
其次,粉碎设备的易损件寿命较短,需要采用新型材料和结构设计来延长使用寿命。
此外,筛分精度和效率的提高也是一个亟待解决的问题。
镁电解生产工艺学
![镁电解生产工艺学](https://img.taocdn.com/s3/m/bdcf5bf564ce0508763231126edb6f1aff0071a9.png)
镁电解生产工艺学镁电解生产是一种常用的工业生产方法,主要用于生产金属镁。
镁电解生产工艺学是研究和探索如何高效、低耗地制取金属镁的学科。
下面我们来详细介绍一下镁电解生产工艺学。
镁电解生产的基本原理是利用电流将镁离子还原成金属镁。
镁电解生产的工艺主要包括原料准备、电解槽设计和操作控制三个方面。
首先是原料准备。
原料主要由镁盐和溶剂组成。
常见的镁盐有氯化镁、硝酸镁和硫酸镁等。
溶剂通常是水,也可以是有机溶剂。
原料准备主要包括镁盐的制备和溶剂的处理。
镁盐的制备可以通过矿石的浸出、氧化镁的还原等方法进行。
溶剂的处理包括水的净化和有机溶剂的处理等。
其次是电解槽设计。
电解槽主要由阳极和阴极组成,同时还包括电解质和其他部件。
阳极和阴极通常由钢制成,外表面铜镀。
电解质主要是镁盐的溶液,用于传导电流和传输镁离子。
其他部件包括电解槽的封闭结构和冷却设备等。
电解槽的设计要考虑电流密度、镁离子浓度、温度和搅拌等因素,以最优化电解过程的效果。
最后是操作控制。
操作控制主要包括电流强度的控制、温度的控制和搅拌的控制等。
电流强度的控制要根据电解槽的大小和设计参数进行调节,以保证电解的稳定性和效果。
温度的控制主要通过冷却设备进行调节,以控制电解槽内的温度。
搅拌的控制可以通过机械搅拌或气体搅拌等方式进行,以促进镁离子的传输和分布。
在镁电解生产过程中,还需要考虑电解效率和能耗等问题。
电解效率是指电流效率和镁产率的比值,要提高电解效率就需要降低电极反应和电解质反应的副反应。
能耗是指单位镁产量所需的能量,要降低能耗就需要改进工艺和设备,提高电解效率和利用率。
总之,镁电解生产工艺学是一个综合性的学科,涉及到化学、物理、机械等多个领域的知识。
通过研究和探索,可以不断优化工艺和设备,提高镁电解生产的效率和质量,为镁制品的生产和应用提供坚实的技术支持。
镁棒生产工艺
![镁棒生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/93e78b875ebfc77da26925c52cc58bd63186931b.png)
镁棒生产工艺一、引言镁棒是一种常见的金属材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在许多领域有着广泛的应用。
本文将介绍镁棒的生产工艺,包括原料准备、熔炼铸造、热处理等环节,旨在为读者提供对镁棒生产过程的全面了解。
二、原料准备镁棒的主要原料是镁合金,常用的有镁铝合金、镁锌合金等。
在生产过程中,首先需要准备好适量的镁合金粉末,保证原料的质量和纯度。
同时,还需要配备相应的助熔剂和增强剂,以提高合金的性能。
三、熔炼铸造熔炼是镁棒生产工艺的关键环节之一。
一般采用电炉或气炉进行熔炼,将镁合金粉末与助熔剂放入炉中,加热至一定温度,使其熔化并混合均匀。
在熔炼过程中,需要控制熔炼温度、熔炼时间和熔炼压力等参数,以确保合金的质量和成分。
熔炼完成后,将熔融的镁合金倒入预先准备好的模具中,通过冷却固化,形成所需要的镁棒形状。
为了提高镁棒的密度和强度,还可以采用振动或压力成型等方法。
四、热处理热处理是镁棒生产中的重要工艺环节,通过控制温度和时间,改变镁棒的晶粒结构和性能。
常用的热处理方法有退火、时效处理等。
在退火过程中,将镁棒加热至一定温度,保持一定的时间后,再进行冷却。
这样可以使镁棒的晶粒长大、结构均匀化,提高其塑性和韧性。
时效处理是在退火的基础上进行的,通过加热和冷却的多次循环,使镁棒的晶粒再次变细,提高其强度和硬度。
五、表面处理为了保护镁棒的表面免受氧化和腐蚀的影响,常常需要进行表面处理。
常用的表面处理方法有阳极氧化、电镀等。
阳极氧化是利用阳极电解的原理,在镁棒表面形成一层氧化膜。
这层氧化膜可以提高镁棒的耐腐蚀性能和表面硬度。
电镀是在镁棒表面镀上一层金属或合金,以提高其耐腐蚀性和装饰效果。
常用的电镀材料有镍、铬等。
六、质量检测在镁棒生产工艺中,质量检测是不可或缺的环节。
常用的质量检测方法有化学分析、力学性能测试等。
化学分析是通过对镁棒样品进行化学成分分析,确定其成分是否符合要求。
力学性能测试是通过对镁棒样品进行拉伸、硬度等测试,评估其力学性能。
镁合金的生产工艺流程
![镁合金的生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/38c09a5fc381e53a580216fc700abb68a982ad85.png)
镁合金的生产工艺流程
镁合金是一种轻质、高强度的金属材料,广泛用于汽车、航空航天、3C电子等领域。
下面将介绍镁合金的生产工艺流程。
镁合金的生产工艺主要包括矿石选矿、冶炼提纯、合金配制、合金铸造、热处理和加工等环节。
首先是矿石选矿。
矿石通常是多金属矿石,其中含有镁的矿石被挑选出来。
矿石处理的主要目的是将其中的杂质和非金属物质去除,得到纯净的镁金属。
接着是冶炼提纯。
矿石经过破碎、磨矿等处理后,与盐酸等酸性溶液进行反应,将镁溶解出来。
然后,通过电解的方式将镁沉积在阴极上,得到镁電。
然后是合金配制。
通常将镁合金制备成铝镁合金或锌镁合金。
合金制备的目的是调整镁合金的成分,以改变其力学性能和腐蚀性能。
接下来是合金铸造。
将合金液注入铸模中,通过制定适当的冷却曲线和工艺参数,使合金凝固成型,得到铸件。
合金铸造可分为压力铸造、重力铸造、砂铸等多种方式,不同方式适用于不同形状和尺寸的零件。
然后是热处理。
热处理可以提高合金的机械性能和耐腐蚀性能。
一般热处理过程包括时效处理、固溶处理、淬火处理等步骤,可以根据合金种类及其所需性能制定不同的热处理工艺。
最后是加工。
加工是将铸件或热处理后的合金进行进一步加工,以得到所需的形状和尺寸。
常见的加工方式有压力加工、锻造、挤压、铸造等。
综上所述,镁合金的生产工艺流程主要包括矿石选矿、冶炼提纯、合金配制、合金铸造、热处理和加工等环节。
这一工艺流程可以根据具体需求进行调整和改进,以满足不同应用领域的要求。
金属镁厂生产工艺
![金属镁厂生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/f7c8efb4c9d376eeaeaad1f34693daef5ff71317.png)
金属镁厂生产工艺引言金属镁是一种轻质、高强度、耐腐蚀性强的金属材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
金属镁厂是生产金属镁材料的重要生产基地。
本文将详细介绍金属镁厂的生产工艺,包括原材料采购、制备、熔炼、铸造和后续处理等环节,旨在帮助读者全面了解金属镁的生产过程。
原材料采购金属镁的生产过程首先需要采购合适的原材料。
常用的金属镁原料有镁矿石、镁铝合金和镁硅合金等。
其中,镁矿石是最常见的原料,可通过采矿和矿石加工获得。
金属镁厂需与可靠的供应商合作,确保原材料的质量和供应稳定性。
制备制备是金属镁生产的关键环节之一。
制备过程包括矿石破碎、矿石浸出、过滤和干燥等步骤。
矿石破碎:将采购的镁矿石进行破碎,使其颗粒大小均匀。
矿石浸出:将破碎后的镁矿石放入溶剂中浸泡,使其中的有价金属物质溶解。
过滤:将浸泡后的溶液进行过滤,去除其中的杂质。
干燥:将过滤后得到的固体物质进行干燥,以去除水分。
熔炼熔炼是制备金属镁的关键步骤,通过熔炼可以将金属镁的成分纯化。
常用的熔炼方法有电解法和熔盐法。
电解法:将制备好的镁矿石放入电解槽中,通过外电源施加电流,使镁离子在电解质中析出,并在阴阳极上形成金属镁。
这种方法生产的金属镁纯度较高。
熔盐法:将制备好的镁矿石与熔融的盐类混合,在高温下进行反应。
在反应中,镁离子与盐类中的阴离子发生置换反应,生成金属镁。
这种方法适用于大规模生产,但纯度较电解法略低。
铸造熔炼后得到的金属镁可用于铸造制品。
铸造是将熔化的金属镁倒入模具中,通过冷却和凝固形成所需形状的工艺。
铸造方式有重力铸造、压力铸造和连铸等方法。
重力铸造:将熔化的金属镁通过重力落入模具中。
这种铸造方式适用于简单形状的制品,成本较低。
压力铸造:在铸造过程中施加压力,将熔化的金属镁充满模具。
这种方法适用于复杂形状和高精度要求的制品。
连铸:将熔化的金属镁连续注入模具中,通过快速冷却和凝固形成连续的铸锭或板材。
连铸方式适用于生产大批量连续铸造产品。
镁合金的生产工艺流程
![镁合金的生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/b9e9602824c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ec87.png)
镁合金的生产工艺流程镁合金是一种具有轻重量、高强度和良好的耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
下面我将介绍镁合金的生产工艺流程。
首先,镁合金的生产通常是通过熔炼法进行。
熔炼法的基本原理是将镁矿石经过破碎、磨粉等预处理后,与金属锍或金属相混合,在高温下进行熔炼,使镁矿石中的金属元素与金属锍中的金属元素发生反应,生成镁合金。
其次,熔炼法的具体步骤如下:1. 镁矿石的预处理:将镁矿石经过破碎、磨粉的处理,使其粒径适合熔炼反应的要求。
2. 镁矿石的混合:将预处理好的镁矿石与金属锍或金属相混合,按照一定的配比放入熔炼炉中。
3. 熔炼反应:在高温的条件下,通过加热炉中的熔炼材料使其熔化,形成熔体。
在熔体中,镁矿石中的金属元素与金属锍中的金属元素发生反应,生成镁合金。
熔炼反应通常需要添加适量的助熔剂或变质剂,以提高反应的速度和效率。
4. 熔炼渣的处理:在熔炼过程中,熔炼材料中的杂质和氧化物会形成熔渣。
熔渣通常需要进行去渣处理,以保证熔体中的杂质含量符合要求。
5. 熔体的浇铸:在熔体达到一定的温度和成分后,将其倒入预先准备好的铸型中。
通过控制浇铸的速度和温度,可以获得具有良好力学性能的镁合金铸件。
6. 铸件的后处理:铸件通常需要经过去渣、除气、退火等后处理工艺,以消除内部和表面的缺陷,并进一步提高其力学性能。
需要注意的是,镁合金的生产工艺流程还受到工艺设备、材料性质以及产品要求等多个因素的影响。
不同的镁合金种类和应用领域可能有不同的生产工艺流程。
因此,在具体生产过程中,还需要根据实际情况进行调整和改进。
总结起来,镁合金的生产工艺流程包括预处理、混合、熔炼反应、熔渣处理、浇铸和后处理等步骤。
这些步骤的合理组合和控制,可以保证镁合金的质量和性能,满足其在各个领域的应用要求。
制镁工艺流程
![制镁工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/03212644cd1755270722192e453610661fd95a4e.png)
制镁工艺流程制镁工艺流程镁是一种轻金属,具有很高的强度和优异的机械性能,同时具有良好的耐腐蚀性能,因此在航空航天、汽车制造、电子等领域得到了广泛的应用。
下面将介绍镁的制造过程。
1. 矿石提取和粉碎:首先,从镁矿石中提取出镁的矿石,如菱镁矿、辉镁矿等,然后进行粉碎处理,将矿石破碎成小颗粒,以便后续的处理。
2. 浸出:将粉状的镁矿石加入含有硫酸和氯化铵的溶液中进行浸出。
在高温下,矿石中的镁首先与硫酸发生化学反应,生成氯化镁,然后与氯化铵反应生成氯化镁和铵盐。
通过反应,镁被溶解在溶液中,形成镁溶液。
3. 过滤:浸出后得到含有镁的溶液,需要进行过滤处理,去除其中的杂质和固体颗粒,获取纯净的镁溶液。
4.镁精制:将镁溶液进行蒸发浓缩,获得浓度较高的镁溶液。
然后,通过电解的方式进行镁的精制。
将镁溶液注入电解槽中,电解槽中有两个电极,分别为阳极和阴极。
通电后,阳极上的氯离子会被氧化为氯气,释放出电子;阴极上的镁离子会被还原为镁金属,生成镁。
通过电解过程,将镁从溶液中提取出来,得到纯净的镁金属。
5.镁合金制备:在得到纯净的镁金属之后,可以进行镁合金的制备。
镁具有良好的可锻性和可塑性,因此可以与其他金属进行合金化。
将其他金属(如铝、锌、锰等)加入到镁中,进行熔炼和混合,形成镁合金。
合金的添加可以调节镁的性能,提高其强度和耐腐蚀性能,使其更适合不同的应用领域。
6. 成型工艺:将制备好的镁合金进行成型。
根据具体的产品要求,可以采用多种成型方式,如压铸、挤压、锻造等。
通过成型工艺,将镁合金加工成所需的形状和结构。
7.表面处理:对成型后的镁合金进行表面处理。
表面处理可以包括除锈、酸洗、电镀等工艺,以增加镁合金的表面光洁度和耐腐蚀性。
8.热处理:对镁合金进行热处理,以调整其晶体结构和性能。
常见的热处理方法有时效、固溶化处理等,可以提高镁合金的强度和硬度。
9.检测和质量控制:对成品进行检测,确保其质量和性能符合要求。
常用的检测方法有金相显微镜检测、力学性能测试、化学成分分析等。
生产金属镁的工艺有哪些
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生产金属镁的工艺有哪些
生产金属镁的工艺有多种,以下是其中一种常用的工艺流程:
1. 镁矿石选矿:首先,需要经过选矿,从镁矿石中分离出高纯度的镁矿石。
选矿可通过研磨、浮选和重选等步骤进行。
2. 镁矿石还原:将获得的镁矿石通过高温还原反应,将氧化镁还原成金属镁。
3. 炼镁炉熔炼:选矿后的镁矿石经过还原后,得到的镁砂会被放入炼镁炉进行熔炼。
炼镁炉一般为电炉或者煅烧炉。
在炉内加入还原剂进行熔炼,将镁砂还原得到金属镁。
4. 脱氧剂的添加:为了提高镁的纯度,需要在炼镁炉中加入脱氧剂,比如铝,用于吸收氧化镁中的氧。
5. 喷射精炼:将炼制得到的金属镁通过高速喷射的方式进行精炼。
喷射精炼可以去除金属镁中的杂质,提高镁的纯度。
6. 过滤与连铸:将经过喷射精炼的金属镁通过过滤器进行过滤和净化,并将其注入连铸机中进行连续铸造。
7. 二次加工:将连铸得到的镁柱进行二次加工,可以通过轧制、拉拔和锻造等
处理方式,得到所需的金属镁产品,比如镁板、镁棒等。
8. 表面处理与包装:镁制品在生产完成后,需要进行表面处理,比如喷漆、氧化等,以提高表面的质量和耐腐蚀性。
之后进行包装,以保护产品的完整性和安全性。
总结:金属镁的生产工艺主要包括镁矿石选矿、镁矿石还原和熔炼、脱氧剂的添加、喷射精炼、过滤与连铸、二次加工以及表面处理与包装等步骤。
每一步骤都起到了重要的作用,确保了金属镁的生产质量和各项性能。
同时,随着技术的不断进步和创新,金属镁的生产工艺也在不断改进和优化,以提高生产效率和产品质量。
镁的工艺流程
![镁的工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/6451163ff342336c1eb91a37f111f18583d00c94.png)
镁的工艺流程
镁是一种重要的金属材料,具有较低的密度、良好的机械性能和优异的耐腐蚀性能,因此在航空航天、汽车制造、电子产品等领域有着广泛的应用。
镁的工艺流程主要包括矿石选矿、冶炼和精炼三个主要环节。
首先是矿石选矿。
镁的主要矿石有菱镁矿、莫来石、菱镁矿、白云石等。
在选矿过程中,需要将矿石进行破碎、磨矿、浮选等步骤,以提高矿石的品位和回收率。
矿石选矿的质量直接影响到后续冶炼过程的效果,因此选矿工艺的优化对于提高生产效率和降低成本非常重要。
接下来是冶炼过程。
镁的冶炼主要采用炼镁法和电解法两种工艺。
炼镁法是将镁矿石与石灰石或白云石等碱性矿石混合,在高温下还原制取金属镁。
电解法则是将氯化镁溶解在熔融的氯化钾中,通过电解制取金属镁。
两种方法各有优劣,具体选择取决于原料资源、能源成本、环保要求等因素。
最后是精炼过程。
镁的精炼主要包括真空蒸馏、电解铅法、气相炼镁等方法。
通过精炼过程可以去除镁中的杂质,提高镁的纯度
和质量。
精炼过程对于提高镁的机械性能和耐腐蚀性能起着至关重要的作用。
在镁的工艺流程中,需要注意控制生产过程中的温度、压力、气氛等参数,确保产品的质量稳定。
此外,还需要重视环保和安全生产,减少废气、废水的排放,确保生产过程安全可靠。
总的来说,镁的工艺流程是一个复杂而严谨的过程,需要多方面的技术和经验的积累。
只有不断优化工艺流程,提高生产效率和产品质量,才能更好地满足市场需求,推动镁材料产业的发展。
金属镁生产的工艺结构
![金属镁生产的工艺结构](https://img.taocdn.com/s3/m/bfce86492e3f5727a5e962f8.png)
金属镁生产的工艺结构
1.炉料属原料加工工艺,在设备配置上,按后工段还原车间的装罐总量产能匹配,在设备选型上按超20%配置。
2.还原工艺属化工冶炼二合工艺,即物料在还原炉还原罐容器内,通过高温真空条件下进行反应。
将物料中的MgO在1200℃环境下产生镁蒸汽,在冷却条件下结晶为还原粗镁,并有产生大量的固体废渣,周期性循环生产。
热源以炉窑作加热体,煤气作热源。
在设备配置上,力求工艺合理、坚固耐用、节能环保、、安全可靠、监测系统齐全的设备配置。
3.精炼属二次重熔冶炼提纯深加工产品的一种生产工艺,在工艺配置上力求顺畅,六水下作业,减少中间交叉运行环节。
降低劳动强度,提高机械作业水平,改善工作环境,配置废气回收处理设备在设备配置上,坚持合理控温、防氧化,为提高产品质量,安全运行创造条件。
4.煤气站属化工生产工艺,在工艺设备配置上必须严格按国家煤气站规范标准进行设计,定位配置各项安全措施和监视测量装置,实现安全运行。
5.综上述工业结构:金属镁生产工艺特性属高压、低压化工液量二合一生产工艺。
它的煤气制气设备、容器、输送管道、管件基本在0.1mPa以下,故在本次设计中,煤气输送管道、管件、容器均采用0.6mPa压力设计,管道采用Φ1200×10至Φ325×6螺旋管和部分不同小口径的无缝管。
蒸汽输送管均采用不同口径的无缝管,设计压力为1.0mPa,使用压力为0.6mPa,供水管系统设计压力为0.6mPa,使用压力为0.25mPa,供电电压为35KV,变电压力为10KV,动力运行电压为400V。
金属镁生产工艺
![金属镁生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/71cf2a1c4a35eefdc8d376eeaeaad1f346931106.png)
金属镁生产工艺金属镁是一种轻质、高强度的金属材料,具有良好的导热性和耐腐蚀性,在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
下面将介绍金属镁的生产工艺。
1. 原料准备金属镁的主要原料是镁矿石,常用的有菱镁矿和白云石。
首先需要将镁矿石进行破碎、磨矿和浮选等处理,以获得高纯度的镁矿石粉末。
同时还需要准备还原剂、助熔剂等辅助材料。
2. 镁的提取镁矿石经过还原反应可以得到金属镁。
一般采用热还原法进行提取。
首先将镁矿石和还原剂混合,然后加热至高温,使镁矿石中的氧化镁被还原为金属镁。
在还原过程中,助熔剂可以降低金属镁与熔渣的界面张力,促进金属镁的分离和收集。
3. 电解精炼提取得到的金属镁并不纯净,还含有杂质。
为了提高金属镁的纯度,需要进行电解精炼。
将金属镁作为阴极,将纯化剂作为阳极,通以电流进行电解。
在电解过程中,杂质被氧化并溶解在电解溶液中,而纯净的金属镁则沉积在阴极上。
经过多次电解,可以得到高纯度的金属镁。
4. 合金制备金属镁可以与其他金属形成合金,以改善其性能。
常用的合金有镁铝合金、镁锌合金等。
合金制备通常采用熔炼法。
将金属镁与其他金属按一定比例混合,加热至熔化,并进行搅拌,使合金均匀混合。
然后将熔融的合金倒入模具中,待冷却凝固后,得到所需形状的合金产品。
5. 表面处理金属镁的表面容易与空气中的氧、水反应生成氧化镁,导致镁件表面氧化。
为了防止氧化,需要对金属镁进行表面处理。
常用的方法有电化学处理、化学处理和涂层处理等。
电化学处理可以利用电流使金属镁表面生成一层保护性的氧化膜;化学处理则是利用化学药剂使金属镁表面发生化学反应,形成一层保护层;涂层处理是在金属镁表面涂覆一层防腐蚀涂层,起到保护作用。
6. 成品加工经过上述工艺步骤,金属镁已经制备完成。
然后可以对金属镁进行加工,以制成所需的零件或产品。
常见的加工方法有铸造、锻造、冲压、切削等。
通过这些加工工艺,可以将金属镁加工成各种形状的零件,满足不同领域的需求。
金属镁的生产工艺流程
![金属镁的生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/97a68bf50d22590102020740be1e650e52eacf8d.png)
金属镁的生产工艺流程主要包括以下几个步骤:
镁矿石的选矿:从镁矿石中提取出富含镁的矿石。
常见的镁矿石有菱镁矿、菱锌矿、菱锰矿等。
矿石炼烧:将选矿得到的镁矿石进行炼烧,将镁矿石中的镁氧化物转化为镁氧化物或镁熔体。
镁的提取:通过镁的熔融或电解方法将镁氧化物还原为金属镁。
常见的镁提取方法包括熔融法、Pidgeon法和电解法。
熔融法:将炼烧得到的镁氧化物与还原剂(如铝或钙)混合,在高温下进行熔融反应,将镁还原为金属镁。
Pidgeon法:使用石油焦炭和炼钢废料作为还原剂,与炼烧得到的镁氧化物混合,通过热还原反应将镁还原为金属镁。
电解法:将镁氧化物溶解在熔盐中,通过电解的方式将镁还原为金属镁。
镁的精炼:通过进一步处理和精炼,去除镁中的杂质,提高镁的纯度和质量。
铸造和加工:将精炼的金属镁进行铸造或加工,制成所需的形状和规格。
常见的加工方法包括锻造、挤压、拉拔等。
需要注意的是,金属镁的生产工艺可以因生产厂家、技术和产品要求而有所不同。
金属镁的冶炼工艺简介
![金属镁的冶炼工艺简介](https://img.taocdn.com/s3/m/859f7edc172ded630b1cb695.png)
金属镁的冶炼工艺简介镁是一种轻金属,是十分常见的有色金属之一,也是一种轻质的金属结构材料。
近些年来,随着科学的技术进步,对新型材料的需求越来越高精尖,促进了镁的各种应用,用途和应用领域在不断扩大。
镁的冶炼方法是镁工业发展的前提和基础,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。
开发金属镁冶炼新技术研究具有十分重要的意义。
一、金属镁简介1.1、镁的性质镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,镁的比重是1.74g/cm3,只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4;镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,镁蕴藏量丰富,在宇宙中含量第八,在地壳中含量丰度2%,海水中含量第三。
1.2、镁的储量分布镁在自然界分布广泛,主要以固体矿和液体矿的形式存在。
固体矿主要有菱镁矿、白云石等;液体矿主要来自海水、天然盐湖水、地下卤水等。
根据美国地质调查局(USGS)2015年公布的数据显示,全球已探明的菱镁矿资源量达120亿吨,储量24亿吨。
蕴藏丰富的国家包括:俄罗斯(6.5亿吨,占总量27%);中国(5亿吨,占总量21%);韩国(4.5亿吨),具体数据见表一。
表一全球菱镁矿储量(千吨)1.3、我国镁资源储量分布情况中国是世界上镁资源最为丰富的国家之一,镁资源矿石类型全,分布广。
中国是世界上菱镁矿资源是继俄罗斯之后最为丰富的国家,特点是地区分布不广、储量相对集中,大型矿床多。
世界菱镁矿储量的21%集中在中国,产量的67%由中国提供(具体分布见表二)。
表二中国镁资源储量分布情况二、镁的应用2.1、镁的应用镁的应用主要集中在镁合金生产,炼钢脱硫,还用在稀土合金、金属还原、腐蚀保护及其他领域。
(1)金属脱硫,使用镁粉的脱硫效果比碳化钙好;(2)腐蚀保护,使用镁牺牲阳极进行阴极保护,是一种有效的防止金属腐蚀的方法,广泛用于石油管道、天然气、煤气管道和储罐、冶炼厂、加油站的腐蚀防护以及热水器、换热器、蒸发器、锅炉等设备。
镁的工艺流程
![镁的工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/837d42aa6394dd88d0d233d4b14e852458fb39a1.png)
镁的工艺流程镁是一种轻质金属,具有低密度、高强度、耐腐蚀等特点,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业等领域。
镁的工艺流程主要包括提炼镁、熔炼镁合金、铸造成型、热处理等步骤。
首先是提炼镁的工艺流程。
镁是一种高活性金属,常见于镁矿中。
镁的提取主要有焙烧法和电解法。
首先,将含镁的矿石破碎成适当的粒度,然后进行焙烧处理,将氧化镁转化成氧化镁。
接下来,将氧化镁与氯化镁反应,生成氯化镁。
最后,通过电解法将氯化镁电解,得到纯度较高的镁。
接着是熔炼镁合金的工艺流程。
镁合金是镁和其他金属元素的混合物,可以通过熔炼法制备。
首先,将提纯的镁和其他金属加入熔炉中,进行高温熔炼。
在熔融状态下,镁和其他金属元素会相互溶解,形成均匀的合金液。
然后,对熔融的镁合金进行化验,检测合金的成分和质量。
最后,将合金液注入模具中,冷却凝固,得到所需的镁合金成品。
铸造成型是镁工艺流程的重要一环。
铸造是将熔融的金属液倒入模具中,通过冷却凝固得到所需形状的工艺。
对于镁铸造,常用的方法有重力铸造和高压铸造两种。
重力铸造是将熔融的镁合金直接倒入模具中,借助自身重力流动。
高压铸造则是在熔融的镁合金中加入压力,使其充分填充模具,得到更加紧密的铸品。
最后是热处理的工艺流程。
热处理是对铸造好的镁合金进行热处理,改变其组织结构和性能。
常用的热处理方法有退火、淬火和时效三种。
退火是将铸造好的镁合金加热至一定温度,然后缓慢冷却,使其获得较为均匀的组织结构。
淬火是将镁合金加热至一定温度,然后迅速冷却,使其组织变硬。
时效则是在退火或淬火的基础上,将镁合金保持一定时间,使其进一步稳定组织结构,提高强度和耐腐蚀性能。
综上所述,镁的工艺流程主要包括提炼镁、熔炼镁合金、铸造成型和热处理等步骤。
这些工艺流程在镁的生产过程中起着至关重要的作用,能够确保镁的纯度和质量,满足不同领域对镁材料的需求。
随着技术的不断进步,镁工艺流程也在不断创新和完善,为镁的应用提供更加优质的材料基础。
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二战前,全球生产金属镁的方法只有一种— —— 电解法 (以菱镁矿为主要原料)。但电解法耗资巨 大,工艺复杂。二战期间,由于军事工业的发展,镁合 金的需求量急剧增加,又由于含镁矿石资源中以白 云石的储量最多且分布最广,所以自 1938 年起由奥 地利和美国开始在高温真空条件下,用碳作还原剂,
·2·
山西冶金 解法在工艺先进,能耗较低等方面存在 优点,但其生产过程中仍存在许多不容忽视的缺点, 诸如:无水氯化镁的制备工艺较难控制;水氯镁石脱 水由于需要较高温度和酸性气氛,使得能耗大,设备 严重腐蚀;生产过程排放的废水、废气和废渣污染环 境,处理费用大等。加之我国的国情特点,因而电解 法炼镁工艺在我国较少采用。 2.2 热还原法
CaO+2MgO+Si=2Mg+2CaO+SiO2 然后经过熔剂精炼、铸锭、表面处理,产出金属 镁锭。其工艺流程如图 1 所示。
白
硅
云
石
铁
煅
粉
烧
碎
煅
配
研
制还粗
精铸
镁
白
料
磨
球原镁
炼锭
锭
萤
还
镁
石
原
粉
渣
渣
图 1 皮江法工艺流程图
皮江法生产方式是间歇式的,每个生产周期大 约为 10 h,可分为三个步骤:一是预热期,装料后,预 热炉料,排除炉料中的二氧化碳与水分;二是低真空 加热期,盖上蒸馏罐的盖子,在低真空条件下加热; 三是高真空加热期,罐内真空度保持 13.3~133.3 Pa, 温度达 1 200 ℃左右,时间保持 9 h 左右。
2011年第 3 期
孙晓思:属镁生产工艺概述
·3·
4 金属镁生产的发展方向 4.1 传统加热方法炼镁的缺陷
皮江法炼镁工艺分为四个工序:煅烧、制球、还 原、精练。煅烧和制球为还原工序提炼出粗镁作准 备。影响还原反应的主要因素有煅白活性、炉料配比 度、炉料粉碎度、制球后球团密度、还原剂种类、还原 温度和时间、还原炉真空度等。这些因素不仅影响还 原过程的反应速度,而且关系到结晶镁的质量,因此 必须严格控制。只有了解影响还原反应的因素,严格 控制并熟练掌握工艺技术条件,才能合理进行设计 并有效指导生产,减少成本,进而达到优化金属镁产 业的目的。
镁作为地球上储量最丰富的轻金属元素之一, 其密度为 1.74 g/cm3,仅相当于铝的 2/3、钛的 2/5、钢 的 1/4,同时,镁合金比铝合金轻 36%,比锌合金轻 73%,比钢轻 77%。镁具有较高的比强度和比刚度, 其导热导电性能好,并具有良好的电磁屏蔽性、阻尼 性、减振性以及切削加工性,镁合金的加工成本低 廉,加工能量仅为铝合金的 70%,除此之外,产生的 废物易于回收。在比强度方面,镁合金高于铝合金和
无论是在国内还是在国外,镁的应用主要集中 在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域,同时 在稀土合金、金属还原及其他领域也有涉及。伴随着 全球科技的发展,能源的枯竭,航空、航天和汽车等 大型耗能机器的轻量化生产成为节能的主题。据科 学计算,一辆汽车每应用 100 kg 镁,车重可减轻 500 kg。应用镁合金制造的汽车零部件,除减轻汽车自重 外,还可提高燃料利用率,减少环境污染。在航天器 基本结构和各种零部件方面,对于提高航天器的飞 行性能、减少发射成本、节省能量镁合金都具有非常 重要的意义。在军事上,镁合金制造的飞机、导弹、飞 船、卫星、轻武器等重要武器装备零部件,可显著提 高武器射程、命中率和飞行器机动性能。生活中,随 着人民生活水平的提高,各种金属制品轻便、简单的 社会需求日益凸显,这就给镁提供了更加广阔的应 用空间。采用镁合金制造手机、笔记本电脑和数码相 机等数字产品的外壳,具有强度高、美观及电磁屏蔽 等优点。随着电子技术日趋精密化,镁还将广泛应用 于电子技术、光学器材等精密机械领域[ 2- 6]。 2 金属镁生产技术的发展
作者简介:孙晓思(1986-),女,太原科技大学应用科 学 学 院 在 读 硕 士 研 究 生 , 研 究 方 向 : 传 热 分 析 。 Tel: 15135154199,E- mail:sxs8696@
钢,略低于比强度最高的纤维增强塑料;在比刚度方 面,它也同铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料; 在耐磨性能方面,它比低碳钢好得多,已超过压铸铝 合金 A380;至于减振性能和磁屏蔽性能,镁合金远 远优于铝合金。
热还原法即硅热法炼镁工艺,其原理为:硅(一般 为 w(FeSi)=75%的合金)在高温(1 100~1 250 ℃) 和真空(13.3~133.3 Pa)条件下,还原白云石中的氧 化镁为金属镁,其化学反应可表示为:
2(MgO·CaO)+Si=2Mg↑+2CaO·SiO2 传统的硅热还原法,按照所用设备装置的不同 分为四种:皮江法(Pidgeon Process)、巴尔札诺法 (Balzano Process)、玛格尼法(Magnetherm Process) 和 MTMP 法[6]。 由于白云石资源分布广泛,储量丰富,而皮江法 炼镁可以直接采用其作原料;并利用天然气、煤气、 重油和交流电等作热源;工艺流程简单,建厂投资 少,生产规模灵活;反应炉体小,建造容易,技术难度 小;成品镁的纯度高。这些特点恰恰符合我国的实际 国情,因此,皮江法在我国得到了广泛的发展和应 用。到目前为止,皮江法仍是我国生产金属镁的主要
第 34 卷
从白云石中提炼金属镁;随后英国把还原剂改进为 碳化钙从白云石中提炼金属镁,日本也以白云石为 原料在朝鲜建厂生产金属镁。二战后,各国生产金属 镁的方法仍以电解法为主,但从白云石中生产金属 镁方面对还原剂作了大量研究并加以改进。直到 20 世纪 70 年代,采用以硅铁合金(w(Si)=75%~85%) 或硅钙、硅铝为还原剂的“硅热真空还原法”,此间 加拿大皮江(Pidgeon)教授做出了突出贡献,故又称 此工艺为皮江法[ 7- 8]。
加热线卷
加热元件
2-1 传统加热方式
激光
中心热点
微波
2-2 微波加热方式 图 2 传统加热方式与微波加热方式原理对比示意图
由于微波具有选择性加热的特点,加之白云石 相关介电参数表明,白云石吸收微波的效率并不高, 不适于在微波中烧结,但如果把煅烧后的白云石煅 白粉与硅铁还原剂混合球团置于微波加热炉中,由 于硅铁具有较好的微波吸收性能,可以在微波的作 用下迅速升温,从而带动整个球团的升温速率,达到 减少物料的升温时间,提高金属镁还原反应速率,缩 短还原周期,提高生产效率的目的。相关理论实验结 果将在不久以后的研究中加以详述证明。同时微波 加热属于“体加热”方式,不存在“冷中心”或“夹 生”现象,避免了传统加热方式造成的温度梯度过 大、受热不均等弊端。另外,当今一些观点认为,微波 除了热效应外,还存在着非热效应[ 16- 17]。该理论认为 物料在微波磁场的作用下,除了将磁能转化为自身 的热能外,其本身的内部分子结构也会发生相应变
在外部水箱冷却的作用下,钢套的温度达 250 ℃ 左右,使得镁蒸气冷凝在钢套上。最终,切断真空将 盖子打开,取出冷凝有金属镁的钢套。蒸馏后的废物 为二钙硅酸盐渣和铁[6;10- 11]。
皮江法的工艺流程和设备简单,建厂投资少,生 产规模灵活;成品镁的纯度高;其炉体小,建造容易, 技术难度小;可直接利用资源丰富的白云石作为炼 镁原料。皮江法的主要缺点在于热利用率低、还原罐 寿命短,还原炉所占的成本比例较大,生产过程不连 续,生产环境较差,环境污染严重等。
微波烧结是利用微波加热原理对物料进行烧结
的一种新型加热方式,它与传统的加热方式不同 (如图 2)。传统加热是依靠发热体将热能通过对 流、传导或辐射等基本传热方式传递给被加热物体, 从而使物体达到某一温度值,热量从外向内传递,加 热时间长,物料很难达到细晶状态。而微波烧结则是 利用微波自身具有的特殊波段与物料的基本细微结 构耦合导致物料介质损耗而产生热量,发热体为物 料 本 身 ,热 能 由 内 向 外 传 播 ,由 于 微 波 以 光 速( 约 3×108 m/s) 传播,使得物料在极短时间内迅速升 温,从而达到整体加热至烧结温度的理想效果[15]。
法,并加以分析其生产过程中对产镁效率的影响,最后指出金属镁生产未来的发展方向。
关键词:镁 皮江法 还原 微波加热
中图分类号:TF822
文献标识码:A
收稿日期:2011-04-06
作为“21 世纪的绿色工程材料”[1],金属镁以 其储量丰富、质量轻,加之镁合金比强度和比刚度 高、导热和导电性能优良、阻尼减震和电磁屏蔽性能 好、易于加工成型、废料容易回收等优点已普遍被世 界认可,广泛应用于航空航天、军事、交通(包括汽 车、飞机、摩托车、自行车工业等)等领域。由于镁及 镁合金优良的物理化学性能和机械性能,镁的应用 逐渐被人们所重视,其需求量也日益上升。自 20 世 纪 80 年代以来,世界镁合金产业的快速发展带动了 原镁生产的急剧增长。镁成为继铝、锌、铜、铅之后的 第五大有色金属。20 世纪 90 年代以前,原镁生产国 主要有美国、加拿大及西欧地区的部分国家,90 年 代后亚洲地区的镁产量大幅增加,尤其是我国,其增 长尤为显著。作为镁储量丰富的产镁大国,回顾我国 镁工业的发展历程,总结经验,汲取教训,深入研究 金属镁生产工艺的每个过程,在当今社会节能减排、 高效环保的总体发展趋势下,努力提高金属镁的生 产效率,无疑对我国今后如何发展金属镁工业,以至 提高整体国民经济都有着至关重要的意义。 1 镁的性能及应用领域