基于新型硅热法炼镁预制球团的制备研究

发布时间：2025-05-15 06:11

　　金属镁及其合金性质优良,应用广泛。硅热法是目前金属镁的主要生产方法。本文在查阅和分析国内外大量有关硅热法炼镁的文献资料基础上,提出将白云石直接造球,然后煅烧处理的新思路,以制备出具有更高反应活性和稳定性的球团,提高资源利用率、降低能耗。围绕这一新思路,论文主要对碳酸盐分解反应热力学和白云石造球工艺进行了研究。(1)热力学计算表明：随着反应温度逐渐升高,碳酸镁、碳酸钙和白云石分解反应的标准吉布斯自由能变逐渐降低,反应的焓逐渐降低,有利于分解反应发生。同时,随着反应过程中CO2分压逐渐降低,分解反应温度降低。优势区图表明在本实验的煅烧温度和煅烧气氛下,白云石分解后产生的MgO和CaO能够稳定存在。(2)通过对白云石添加不同粘结剂造球实验的研究表明：使用复合粘结剂G制造的球团的粒度、抗压强度和落下强度优于有机粘结剂D的球团,并明显优于以水作为粘结剂的球团。添加复合粘结剂G的球团落下强度为2.63个/0.5m,抗压强度为76.2N/个。(3)通过对白云石添加复合粘结剂G造球球团密度检测表明：球团的容积密度和堆积密度随着添加剂含量的增加而增加,随着球团直径的增加而减小。(4)通过对预制球团煅烧机理...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 金属镁概述
        1.1.1 镁的物理性质
        1.1.2 镁的化学性质
        1.1.3 镁的机械性质
        1.1.4 镁的应用
        1.1.5 镁的生产与消费
    1.2 镁的矿物原料
        1.2.1 菱镁矿
        1.2.2 白云石
        1.2.3 光卤石
        1.2.4 水氯镁石
    1.3 镁的主要生产工艺
        1.3.1 熔盐电解法
        1.3.2 硅热还原法
        1.3.3 真空铝热还原法
        1.3.4 碳化物还原法
        1.3.5 碳热还原法
    1.4 课题的提出及主要研究内容
        1.4.1 课题的提出及意义
        1.4.2 研究内容
第2章 实验原理及实验步骤
    2.1 成球机理
    2.2 白云石热分解机理
    2.3 实验设备
        2.3.1 物料制备设备
        2.3.2 造球设备
        2.3.3 煅烧设备
        2.3.4 检测设备
    2.4 实验原料
        2.4.1 实验药品
        2.4.2 药品成分分析
    2.5 物料计算
    2.6 实验步骤
    2.7 检测方法
        2.7.1 球团表观质量检测
        2.7.2 球团的密度检测
        2.7.3 煅烧后球团质量检测
        2.7.4 球团的镁损失
        2.7.5 煅烧后球团物相组成
第3章 球团煅烧分解的热力学研究
    3.1 热力学计算
        3.1.1 碳酸镁分解吉布斯能变
        3.1.2 碳酸钙分解吉布斯能变
        3.1.3 白云石分解吉布斯能变
        3.1.4 碳酸镁分解焓变
        3.1.5 碳酸钙分解焓变
        3.1.6 白云石分解焓变
    3.2 优势区图绘制
        3.2.1 Mg-C-O优势区图
        3.2.2 Ca-C-O优势区图
        3.2.3 Si-C-O优势区图
    3.3 小结
第4章 预制球团造球工艺研究
    4.1 预制球团成球过程
    4.2 生球的性能表征
        4.2.1 生球粒度
        4.2.2 生球落下强度
        4.2.3 生球抗压强度
    4.3 生球密度
        4.3.1 生球的堆积密度
        4.3.2 生球的容积密度
    4.4 小结
第5章 预制球团煅烧实验
    5.1 预制球团煅烧制度确定
        5.1.1 煅烧制度对预制球团的烧损率的影响
        5.1.2 煅烧制度对预制球团的水活度的影响
        5.1.3 煅烧制度对预制球团的灼减量的影响
        5.1.4 预制球团的落下强度
        5.1.5 预制球团的抗压强度
        5.1.6 煅烧制度对预制球团中镁含量的影响
        5.1.7 最佳煅烧分解工艺制度确定
    5.2 预制球团煅烧机理
    5.3 预制球团保温后处理
    5.4 高温还原实验
    5.5 小结
第6章 结论
参考文献
致谢



本文编号：4046369