粗镁精炼(1)素材.doc

冶金科曇鸟工程曇临周向阳00§ 1粗镁中杂质分布•粗镁中的杂质※粗镁中杂质——金属杂质和非金属杂质非金属杂质：MgO、CaOv Fe203、A1203、Si02、CaF2, 来源：原料有的是初期抽真空带入，也有的是后期破真 空的结晶镁表面氧化烧损后的氧化物非金属杂质：——Na、K、Fe、Zn、Mn、Si、Ni等，这 些金属蒸气是部分氧化物被S i还原所产生的•粗镁中的杂质分布缮晶镁耳350R样位覽(1)铁的分布硅铁中的硅铁化合物， 还原后以Fe的形态存在Fe在结晶镁中的分布位置如右图所示原料中的Fe203；在还原温度下(1200°C)会被Mg、Si还原,其反应如下：F e2O3+3Mg=2F e+3MgO;取棒位置铁在结晶犠中的分布2Fe2O3 +3Si=4Fe+3SiO2上图表明，在结晶镁中，在结晶镁的外周(如0、L部位)最高含量可达100PPm以上，中部(2)硅的分布硅在结晶镁中 的分布如右图所示由图可特别多,而且冷端部也高9取硅在结講镁中的分布及两端处Fe含量最高, 最低，在10—20PPm之间，其原因是球团表面的粉尘及还 原渣细粉被抽真空时抽人的彼是由于球团表面粉尘引起的，还蔚初期镁蒸气量弘，冷邯 凝器温度受辐射热影响大，故随镁蒸气冷凝在冷端，其最 高值可达10Oppm以上。

取样位置蠶在结晶鎳中的分布(3)猛的分布 锚在结晶镁中的分布 如右图所示该图表 明，猛在结晶镁的内 周部及高温部含量高, 低温部含量低，表明 在还原时，猛的蒸气 压比镁低，而且在还 原反应后期的速度大, 结晶镁中含猛量也可 达4OPPm4）铜的分布由于原料中含铜很低，所以结晶镁中铜含量也低，如 下图所示，其含量一般＜3ppmo铜在结晶镁中的分布10取样位置0锌在第晶镁中的分布(5)锌的分布原料中的锌为ZnO,在还原初期反应速度很大，锌的 冷凝温度比镁低，所以锌冷凝在冷端，而且在结晶镁的外周部, 如图所示当白云石中 含锌量高时, 在结晶镁中 含锌量也较 咼，最高量 可达1000PPm,平均可300PPmo(6)铝的分布氧化铝的还 原在还原的 后期，故一 般存在于结 晶镁的内部, 如图所示， 其在结晶镁 中的含量一 般可达20- 40ppmo小结: 杂质含量较少;※结晶镁两端及外周杂质含量较高,而中间部分的※镁的冷凝温度控制在（560〜580°C）,可得到密 实的纤维状结晶镁；探K、Nav Znv Mn、Al分别在结晶镁的两端，当从结晶器中取出结晶镁时，少量杂质可自动与结晶镁 分离※将结晶镁中杂质含量较高的两端切除可减小后续 精炼的负担。

但是，结晶镁中杂质含量仍然较高，为 了得到合格的精镁.还必须将结晶镂精炼§ 2粗镁的精炼•结晶镁精炼对熔剂的要求结晶镁中不仅含有金属杂质，还含有高达0.5- 仁0%的非金属杂质，作为结晶镁的精炼熔剂应满 足如下条件：(1) 在工业生产中不具化学毒性和强腐蚀性2) 具有一定的精炼性，即能和镁中杂质发生物理 或化学反应并生成镁不溶性渣3) 应比镁具有更低的熔点4) 在熔融状态下，熔盐密度应比镁大，并有适当 的密度差，熔盐和镁液能很好地分层5) 在精炼和分离过程中熔剂熔盐应有较小的粘 度，使镁液在精炼过程中能彻底澄清6) 熔剂熔体在整个精炼过程中和镁液有适当的界面张力，在熔炼阶段，较小的界面张力能较好 地保护镁不被燃烧或氧化；在精炼静置阶段有较 大的界面张力，能使镁更好地熔合并和熔剂分离7) 熔剂中阳离子应不与熔融金属镁发生置换反 应，以免被二次污染能满足以上七个条件的熔体才能作为镁的精炼熔剂由于这七个条件的限制，熔剂的选择范围就窄了，主体熔剂只能是部分碱金属或碱土金属卤化物常用的氯化物和氟化物有MgCI2, KCI,BaCI2、 CaCI2、NaCL NaF、KF、MgF2和CaF2等, 这些盐的熔点都高于镁。

为了满足条件(3),只有寻找低共熔熔盐的组成下表 为某些盐及氧化物的熔点某鉴盐及氧化物的熔点化合物熔点/K化合物熔点/K■ NaF1268CaG31047MgF21543BaCl2J 231CaF21691MgO3\mNaCl1074CaO2i$45；KC11041flAl, 0. !■ LMgC"991沁牌号熔剂成分/ %BN-1MgCl2 40 ~43 ,KC1 34 〜371NaCl 6-8CaF2 4 -5,BaCl24~5,MgO 1 ~2BN-2MgCU 3438TKC1 29 ^33,NaCl 6 ~8CaF29~ll .BaClj 14 ~16,MgOC1.5顿熔剂MgCl2 40.KCl 34 -43 , S (N^Cl + CaCl2) 8-10BaClj 6 -9 .CrF? 2 ,MgOw 1 ・ 5Dow 230MgCl2 34, KC1 55, BaCl2 9, CaF2 2M-25OMgCl2 31 -37,KC1 43,BaCla 8^11,CaF22-5,MgO^4.0M - 130MgCl240,KCl 55,OF] 5B-1MgCl? 68,KC1 28.5 tNaF 4. 5 f OF. 3.0各种熔剂的成分百一 2 I MgCl2 34,CaCh SOJKCl + NaCl) 35 1.0前内关镁炼剂类多具典性熔见: 目国外于精熔种繁最有型的剂表我国精炼粗镁用的h钙熔剂熔剂名称基础熔剂（2〃钙熔剂）熔剂成分/% _MgCl^ 38±3tKC1 37 ±3 ,NaCl 8 ±3Ca€l2 8±3,BaCU9 ±3tMgO<2.00我国精炼粗镁用的h钙熔剂精炼熔剂撒粉熔剂（覆盖熔剂）基础熔剂 90 -94% +CaF2 6 ~ 10%基础熔剂75 -80% +20-25%硫磺粉粒1 度 <0*4 mm0在选择熔剂时除了考虑精炼性强外，还 应该考虑它的经济性。

下面推荐一种新型 的熔剂，它是由中南大学镁研究小组研制 而成的，该熔剂具有精炼效果显著，使用 量小等优点，其主要组成为：MgCl2 47.67%, KC1 37.33%,NaCl 5%,BaCl2 7.5%, CaF2 2.5%熔剂熔盐的物理化学性质随许多因素的变化而变化，如 温度、熔盐组成，杂质、添加剂量等单体熔盐的物理化 学性质如上页表所示表中数值表明，氯化物的熔点与表面张力小于氟化盐 B&C12在氯化盐中有较大的密度，KC1的粘度和表面张力 都较小※熔盐的精炼性，主要是指氯化物的湿润吸附性从浸 渍氧化镁实验和被氯化镁吸收含量看，其湿润性顺序为 KCl>NaCl>MgCl2>CaCl2>BaCl2o 有关资料也表明， MgC12能有选择地和MgO发生化学吸附:MgCl2+MgO=MgO ・ MgCl2MgCl2+5MgO=5MgO ・ MgCl2因此从熔剂单体的物理化学性质来看,粗镁的精炼熔剂的主体体系应由MgC 12- KCI或MgCI2—KCI—NaCI组成，为改变精炼各过程中的物理化学性质，BaCI?是较好的加重剂，氟化盐是较好的非表面活性物质研究表明，MgC 12—KCI 或Mg (MgC 12— KC I—NaC I混合熔盐体系的物理化学性质能满足精炼熔剂的条件，为改善熔剂熔盐 的性质，添加BaC—的量应小于20%。

摩尔体积、粘度、MgC 12—KCI 在 700 表面张力图如下：摩尔分敷/%MgCl. -KQ二元勰熔度£1■700 TT Mgq - KC1 J»尔休积障尔分MgCl2 80 60 40 20 KCI摩尔分数/%MgCl: 80 60 40 20 KC1障尔分数700 TT恤＜卫-KU二元系粘度圈700 £下MgCh - KCI二元系表面张力人有了知识，就会具备各神分析能力， 明辨是非的能力所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面 有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，I鼓舞我们前进. 。