1、School of Metallurgy and Environment, Central South University輕金屬冶金輕金屬冶金學(xué)學(xué)鎂冶金部分鎂冶金部分主講人：主講人：周向陽(yáng)周向陽(yáng) 博士博士 教授教授PhoneO);E-mail:School of Metallurgy and Environment, Central South University 硅熱法煉鎂的基本原理硅熱法煉鎂的基本原理 硅熱法煉鎂的原料與燃料硅熱法煉鎂的原料與燃料 煉鎂效率的影響因素分析煉鎂效率的影響因素分析 粗鎂精煉粗鎂精煉School of Metallurgy and

2、 Environment, Central South University 硅熱法煉鎂的基本原理硅熱法煉鎂的基本原理School of Metallurgy and Environment, Central South University基于的反應(yīng)：基于的反應(yīng)： 2(MgOCaO)十十Si 2Mg十十2CaOSiO2 該工藝主要包括：該工藝主要包括： 白云石煅燒成煅白；白云石煅燒成煅白； 混料（煅白混料（煅白+ +硅鐵）；硅鐵）； 壓球；壓球； 真空熱還原等工序。真空熱還原等工序。熱法煉鎂的創(chuàng)始人：皮江博士熱法煉鎂的創(chuàng)始人：皮江博士0) 引言引言School of Metallurgy a

3、nd Environment, Central South UniversityMgO還原的熱力學(xué)原理還原的熱力學(xué)原理 必須使用對(duì)必須使用對(duì)氧親和力大氧親和力大于鎂對(duì)氧親和力的物質(zhì)作于鎂對(duì)氧親和力的物質(zhì)作為還原劑才行為還原劑才行。 圖圖1-1中繪出了一系列氧中繪出了一系列氧化物標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能與化物標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能與溫度的關(guān)系曲線。溫度的關(guān)系曲線。1) MgO還原熱力學(xué)還原熱力學(xué)CuPbNiCoPFeZnCrMnVSiTiAlMg75%Si45%Si25%Si,因此因此Si含量低的活性差，含量低的活性差，但是生產(chǎn)上為什么不用純硅作還原劑？但是生產(chǎn)上為什么不用純硅作還原劑？ 螢石螢石要求雜質(zhì)含量

4、低。要求雜質(zhì)含量低。School of Metallurgy and Environment, Central South University2) 燃料燃料重油重油半水煤氣或半水煤氣或煤氣或天然氣煤氣或天然氣煙煤和無(wú)煙煤煙煤和無(wú)煙煤School of Metallurgy and Environment, Central South University 煉鎂效率的影響因素分析煉鎂效率的影響因素分析School of Metallurgy and Environment, Central South University右圖為右圖為p17162105Pa，配硅比，配硅比11時(shí)在不同的時(shí)間時(shí)在

5、不同的時(shí)間下，鎂的還原效率與硅下，鎂的還原效率與硅利用率隨著溫度變化而利用率隨著溫度變化而變化，圖中虛線為鎂的變化，圖中虛線為鎂的還原效率，實(shí)線為硅的還原效率，實(shí)線為硅的利用率。此外還標(biāo)注了利用率。此外還標(biāo)注了時(shí)間為時(shí)間為1-2h時(shí)鎂的還原效時(shí)鎂的還原效率與硅的利用率的數(shù)值。率與硅的利用率的數(shù)值。1) 還原溫度還原溫度School of Metallurgy and Environment, Central South University 上圖表明：上圖表明： 隨著溫度的升高，在同一還原時(shí)間內(nèi)，還原效率和硅的利用率隨著溫度的升高，在同一還原時(shí)間內(nèi)，還原效率和硅的利用率都有不同程度的提高。在低

6、溫區(qū)域內(nèi)，鎂的還原效率和硅的利用率都有不同程度的提高。在低溫區(qū)域內(nèi)，鎂的還原效率和硅的利用率與溫度的關(guān)系近似為直線，曲線的斜度較大，也就是說(shuō)，在低溫區(qū)與溫度的關(guān)系近似為直線，曲線的斜度較大，也就是說(shuō)，在低溫區(qū)域內(nèi)，同一時(shí)間內(nèi)鎂的還原效率與硅的利用率增加更為明顯。域內(nèi)，同一時(shí)間內(nèi)鎂的還原效率與硅的利用率增加更為明顯。當(dāng)溫度超過(guò)當(dāng)溫度超過(guò)1150以后，還原效率與硅利用率增加較少，曲以后，還原效率與硅利用率增加較少，曲線趨于平緩。為了達(dá)到較高的鎂的還原效率與硅的利用率，溫度必線趨于平緩。為了達(dá)到較高的鎂的還原效率與硅的利用率，溫度必須高于須高于1150，但是，當(dāng)溫度超過(guò)，但是，當(dāng)溫度超過(guò)1200以后

7、，同一時(shí)間內(nèi)的還原以后，同一時(shí)間內(nèi)的還原效率與硅的利用率增加也不多，由于還原罐的材質(zhì)在高溫下抗氧化效率與硅的利用率增加也不多，由于還原罐的材質(zhì)在高溫下抗氧化的性能較小，故溫度不能超過(guò)的性能較小，故溫度不能超過(guò)1200School of Metallurgy and Environment, Central South University所以所以，硅熱法煉鎂過(guò)程，最合適的還原溫度范，硅熱法煉鎂過(guò)程，最合適的還原溫度范圍是圍是1150-1180，在這一反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，鎂，在這一反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，鎂的還原效率實(shí)驗(yàn)值可達(dá)的還原效率實(shí)驗(yàn)值可達(dá)93-95(還原時(shí)間為還原時(shí)間為2h)，工業(yè)生產(chǎn)中鎂的還原效率

8、可達(dá)，工業(yè)生產(chǎn)中鎂的還原效率可達(dá)85以上以上(還原時(shí)間為還原時(shí)間為8h)，硅的利用率可達(dá)，硅的利用率可達(dá)87-88(實(shí)驗(yàn)值實(shí)驗(yàn)值)，工業(yè)生產(chǎn)中硅的利用率可達(dá)，工業(yè)生產(chǎn)中硅的利用率可達(dá)7075。為了達(dá)到同樣的還原效率，如果還原時(shí)。為了達(dá)到同樣的還原效率，如果還原時(shí)間較短，則需更高的還原溫度和進(jìn)一步降低還間較短，則需更高的還原溫度和進(jìn)一步降低還原體系中的剩余壓力原體系中的剩余壓力(13Pa)oSchool of Metallurgy and Environment, Central South University在一定的還原溫度與在一定的還原溫度與體系的剩余壓力下，體系的剩余壓力下，增加還原時(shí)間

9、，可以增加還原時(shí)間，可以使熱傳遞的深度增大，使熱傳遞的深度增大，還原反應(yīng)徹底，從而，還原反應(yīng)徹底，從而，鎂的產(chǎn)出率高，硅的鎂的產(chǎn)出率高，硅的利用率也高利用率也高。右圖在。右圖在1100 、1150、1200 三種溫度下，三種溫度下，不同還原時(shí)間內(nèi)鎂的不同還原時(shí)間內(nèi)鎂的還原效率與硅的利用還原效率與硅的利用率變化。圖中的虛線率變化。圖中的虛線為鎂的還原效率，實(shí)為鎂的還原效率，實(shí)線為硅的利用率。線為硅的利用率。2) 還原時(shí)間還原時(shí)間School of Metallurgy and Environment, Central South University 上圖表明，上圖表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鎂的

10、還原隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鎂的還原效率和硅的利用率隨之增加效率和硅的利用率隨之增加。在反應(yīng)開始階段，。在反應(yīng)開始階段，鎂的還原效率和硅的利用率增加較快，曲線的鎂的還原效率和硅的利用率增加較快，曲線的斜率也較大。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，開始時(shí)反應(yīng)速斜率也較大。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，開始時(shí)反應(yīng)速度很快，后來(lái)反應(yīng)速度急劇減小，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行度很快，后來(lái)反應(yīng)速度急劇減小，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間后，曲線的斜率幾乎為零，即反應(yīng)速一定時(shí)間后，曲線的斜率幾乎為零，即反應(yīng)速度近于零。由此表明，還原反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間度近于零。由此表明，還原反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，反應(yīng)速度很慢，再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間已經(jīng)沒(méi)有后，反應(yīng)速度很慢，再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間已經(jīng)沒(méi)有意義

11、了。對(duì)于不同的還原溫度，達(dá)到最大鎂的意義了。對(duì)于不同的還原溫度，達(dá)到最大鎂的還原率的時(shí)間不同，還原率的時(shí)間不同，1200時(shí)約為時(shí)約為15h(實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)值值)，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)為，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)為76h，1150時(shí)約為時(shí)約為175h(實(shí)驗(yàn)值實(shí)驗(yàn)值)，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)為，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)為85h。School of Metallurgy and Environment, Central South University 從圖中還可以看出，提高還原溫度比延長(zhǎng)還原時(shí)間從圖中還可以看出，提高還原溫度比延長(zhǎng)還原時(shí)間更能增加產(chǎn)量和提高硅的利用率。但是在生產(chǎn)上由于更能增加產(chǎn)量和提高硅的利用率。但是在生產(chǎn)上由于還原罐材質(zhì)受到影響，不能

12、用提高還原溫度來(lái)縮短還還原罐材質(zhì)受到影響，不能用提高還原溫度來(lái)縮短還原周期原周期(即縮短還原時(shí)間即縮短還原時(shí)間)達(dá)到高產(chǎn)的目的。這樣做勢(shì)必達(dá)到高產(chǎn)的目的。這樣做勢(shì)必縮短了還原罐的壽命?？s短了還原罐的壽命。所以所以在低于在低于1180溫度下還原溫度下還原可可適當(dāng)適當(dāng)延長(zhǎng)還原時(shí)間，但是延長(zhǎng)還原時(shí)間，但是絕對(duì)不能絕對(duì)不能用提高溫度、縮用提高溫度、縮短還原時(shí)間來(lái)提高鎂的還原效率和硅的利用率。短還原時(shí)間來(lái)提高鎂的還原效率和硅的利用率。School of Metallurgy and Environment, Central South University3) 制球壓力制球壓力制制球壓力的增大，球壓力的

13、增大，鎂的產(chǎn)出率和硅鎂的產(chǎn)出率和硅的利用率增大。的利用率增大。但是但是，壓，壓型壓力型壓力超過(guò)某最佳值后，超過(guò)某最佳值后，鎂鎂的產(chǎn)出率和硅的產(chǎn)出率和硅的利用率反而降的利用率反而降低。低。School of Metallurgy and Environment, Central South University還原過(guò)程中反應(yīng)式：還原過(guò)程中反應(yīng)式： 2(MgOCaO)十十Si 2Mg十十2CaOSiO2 其配硅比其配硅比(M)為為Si2MgO1 此時(shí)鎂的產(chǎn)出率一定，而硅的利用率最大。如果增大此時(shí)鎂的產(chǎn)出率一定，而硅的利用率最大。如果增大配硅比，則鎂的產(chǎn)出率增大，硅的利用率降低，所以對(duì)配硅比，則鎂的

14、產(chǎn)出率增大，硅的利用率降低，所以對(duì)硅熱法煉鎂而言，鎂的產(chǎn)出率隨配硅比的增加而增大，硅熱法煉鎂而言，鎂的產(chǎn)出率隨配硅比的增加而增大，硅的利用率隨配硅的增大而降低。硅的利用率隨配硅的增大而降低。3) 配硅比的影響配硅比的影響School of Metallurgy and Environment, Central South University 右圖是在右圖是在1100 、1125、1150、1200，1716.2105Pa，1.5h時(shí)，還原效時(shí)，還原效率、硅利用率與率、硅利用率與配硅比之間的關(guān)配硅比之間的關(guān)系曲線。系曲線。School of Metallurgy and Environment

15、, Central South University 前圖表明：前圖表明： 當(dāng)配硅比當(dāng)配硅比(M)增加時(shí)，鎂的還原效率隨著增加，而硅的利用率增加時(shí)，鎂的還原效率隨著增加，而硅的利用率卻逐步減小卻逐步減小當(dāng)當(dāng)M125以后，鎂的還原效率增加很少，而硅的利用率則以后，鎂的還原效率增加很少，而硅的利用率則降低很多。當(dāng)降低很多。當(dāng)M1時(shí)，硅的利用率基本上保持一定，而鎂的還原時(shí)，硅的利用率基本上保持一定，而鎂的還原效率卻很低，盡管硅的利用率較高，但由于鎂的還原效率太低，效率卻很低，盡管硅的利用率較高，但由于鎂的還原效率太低，工業(yè)生產(chǎn)中是很不合算的。因此最佳的配硅比應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中是很不合算的。因此最佳的配硅

16、比應(yīng)在M10-125之間。之間。School of Metallurgy and Environment, Central South University在工業(yè)生產(chǎn)中配硅比應(yīng)取多少為好，可以根據(jù)白云石在工業(yè)生產(chǎn)中配硅比應(yīng)取多少為好，可以根據(jù)白云石結(jié)構(gòu)、還原溫度、還原時(shí)間、制球壓力的條件確定，結(jié)構(gòu)、還原溫度、還原時(shí)間、制球壓力的條件確定，但更需要從但更需要從經(jīng)濟(jì)角度經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮，也就是說(shuō)，應(yīng)該考慮當(dāng)來(lái)考慮，也就是說(shuō)，應(yīng)該考慮當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上硅鐵與鎂的比價(jià)，當(dāng)硅鐵價(jià)格較高時(shí)，選擇時(shí)市場(chǎng)上硅鐵與鎂的比價(jià)，當(dāng)硅鐵價(jià)格較高時(shí)，選擇M1，當(dāng)鎂的價(jià)格上漲時(shí)，則取，當(dāng)鎂的價(jià)格上漲時(shí)，則取125。到底如何確定最佳

17、的配硅比？到底如何確定最佳的配硅比？School of Metallurgy and Environment, Central South University 硅熱法硅熱法煉鎂時(shí)，還原劑可以是煉鎂時(shí)，還原劑可以是Si、SiFe，也可以用，也可以用AlSi合金合金或或AlSiFe合金，其組成如下表所示。合金，其組成如下表所示。上述合金都可作為硅熱法煉鎂的還原劑，但其反應(yīng)性不同，其上述合金都可作為硅熱法煉鎂的還原劑，但其反應(yīng)性不同，其反應(yīng)活性為：反應(yīng)活性為：Al-SiSiSi-FeAl-Si-Fe。 4) 還原劑的種類及硅鐵中合硅量還原劑的種類及硅鐵中合硅量( (品位品位) )的影響的影響Sch

18、ool of Metallurgy and Environment, Central South University左圖為左圖為1150 不同溫度下的各種硅鐵的反應(yīng)活性變化不同溫度下的各種硅鐵的反應(yīng)活性變化School of Metallurgy and Environment, Central South University左左圖為圖為1150School of Metallurgy and Environment, Central South University 用用A1Si合金還原合金還原MgO時(shí)，時(shí)，Al和和Si都能作為都能作為MgO的還原劑，的還原劑，合金中合金中AI和和Si的

19、含量越高，其反應(yīng)性越大，如用含的含量越高，其反應(yīng)性越大，如用含Al70左右的左右的鋁硅合金還原燃燒白云石，可使硅熱法煉鎂的反應(yīng)溫度從鋁硅合金還原燃燒白云石，可使硅熱法煉鎂的反應(yīng)溫度從1200降至降至1000 ，或在，或在1200下加速反應(yīng)來(lái)提高鎂的產(chǎn)出率。下加速反應(yīng)來(lái)提高鎂的產(chǎn)出率。然而用然而用A1Si合金作還原時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性較差合金作還原時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性較差，如果用電熱法煉鋁生產(chǎn)的，如果用電熱法煉鋁生產(chǎn)的鋁的殘?jiān)X的殘?jiān)?即即AlSi合金合金)作還原劑，則較為經(jīng)濟(jì)作還原劑，則較為經(jīng)濟(jì)。 對(duì)于硅熱法煉鎂用的還原劑，通常選用含硅對(duì)于硅熱法煉鎂用的還原劑，通常選用含硅75Si的硅鐵，它的硅鐵，它具有較大

20、的反應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)性具有較大的反應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)性。 含硅含硅70以下的硅鐵還原能力很差以下的硅鐵還原能力很差，含硅，含硅75以上的硅鐵還原以上的硅鐵還原能力較大，與含硅能力較大，與含硅8090之間的硅鐵還原能力相差不多。之間的硅鐵還原能力相差不多。 小結(jié)小結(jié)School of Metallurgy and Environment, Central South University 通常通常添加添加MgF2和和CaF2等物質(zhì)等物質(zhì)/在實(shí)際在實(shí)際生產(chǎn)中通常以螢石粉生產(chǎn)中通常以螢石粉(或或CaF2)作為添加劑，作為添加劑，盡管盡管MgF2的添加量的添加量較小，但其經(jīng)濟(jì)性較較小，但其經(jīng)濟(jì)性較CaF2差。差。5

21、) 添加劑的種類及用量的影響添加劑的種類及用量的影響WHY？School of Metallurgy and Environment, Central South University添加添加1CaF2效果不顯著，爐效果不顯著，爐料中添加料中添加3CaF2對(duì)還原反對(duì)還原反應(yīng)有利，添加量應(yīng)有利，添加量過(guò)多，對(duì)鎂的產(chǎn)過(guò)多，對(duì)鎂的產(chǎn)出率影響不大；出率影響不大；爐料中爐料中CaF2的添加量超過(guò)的添加量超過(guò)4，還原后的爐，還原后的爐渣發(fā)軟性、不易渣發(fā)軟性、不易扒渣，而且渣在扒渣，而且渣在扒渣時(shí)易吸附在扒渣時(shí)易吸附在還原罐罐壁上還原罐罐壁上。School of Metallurgy and Environ

22、ment, Central South University爐料爐料經(jīng)過(guò)壓型后，應(yīng)立即送去還原，壓型后至還原的貯經(jīng)過(guò)壓型后，應(yīng)立即送去還原，壓型后至還原的貯存時(shí)間存時(shí)間不應(yīng)超過(guò)不應(yīng)超過(guò)8h。 貯存時(shí)間長(zhǎng)，球團(tuán)會(huì)吸收空氣中的水分而膨脹松散；貯存時(shí)間長(zhǎng)，球團(tuán)會(huì)吸收空氣中的水分而膨脹松散；還能吸收空氣中的還能吸收空氣中的CO2使使MgO與與CaO復(fù)原為復(fù)原為CaCO3；和；和MgCO3。吸濕后的球團(tuán)不僅鎂的還原效率低，還會(huì)使析。吸濕后的球團(tuán)不僅鎂的還原效率低，還會(huì)使析出后冷凝的鎂失去金屬光澤而成為黑色。出后冷凝的鎂失去金屬光澤而成為黑色。 球團(tuán)的吸濕與空氣中的水蒸氣分壓有關(guān)，球團(tuán)的吸濕與空氣中的水蒸

23、氣分壓有關(guān)， 水蒸氣水蒸氣分壓愈大，球團(tuán)的吸水性越大。分壓愈大，球團(tuán)的吸水性越大。 5) 球團(tuán)儲(chǔ)存時(shí)間球團(tuán)儲(chǔ)存時(shí)間的影響的影響思考：與煅白相比，球團(tuán)的吸濕能力是強(qiáng)還是弱，為什么？思考：與煅白相比，球團(tuán)的吸濕能力是強(qiáng)還是弱，為什么？School of Metallurgy and Environment, Central South University爐料中的雜質(zhì)爐料中的雜質(zhì)SiO2、A12O3、Fe2O3、ZnO、MnO、Na2O、K2O等是由煅白、硅鐵和螢石帶來(lái)的。等是由煅白、硅鐵和螢石帶來(lái)的。 這些雜質(zhì)在還原過(guò)程中有的會(huì)被還原如這些雜質(zhì)在還原過(guò)程中有的會(huì)被還原如Na2O、K2O、ZnO、

24、MnO等還原后，會(huì)與鎂蒸氣同時(shí)冷凝，影響結(jié)晶鎂的純度，使結(jié)晶等還原后，會(huì)與鎂蒸氣同時(shí)冷凝，影響結(jié)晶鎂的純度，使結(jié)晶鎂中含有鎂中含有Zn、Mn、K、Na等等金屬雜質(zhì)金屬雜質(zhì)。 SiO2、A12O3、Fe2O3等雜質(zhì)在還原過(guò)程中會(huì)與等雜質(zhì)在還原過(guò)程中會(huì)與MgO和和CaO造渣造渣（成低熔點(diǎn)化合物與復(fù)雜硅酸鹽爐渣），（成低熔點(diǎn)化合物與復(fù)雜硅酸鹽爐渣），降低了降低了MgO與與CaO的有效的有效利用率利用率原因：原因： 低熔點(diǎn)化合物的爐渣，低熔點(diǎn)化合物的爐渣，會(huì)妨礙硅和鎂蒸氣的擴(kuò)散會(huì)妨礙硅和鎂蒸氣的擴(kuò)散，使熱量的傳使熱量的傳遞減慢。遞減慢。6) 爐料中雜質(zhì)爐料中雜質(zhì)的影響的影響School of Meta

25、llurgy and Environment, Central South University 粗鎂精煉粗鎂精煉School of Metallurgy and Environment, Central South University粗鎂中的雜質(zhì)粗鎂中的雜質(zhì)粗鎂中雜質(zhì)粗鎂中雜質(zhì)金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì)金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì) 非金屬雜質(zhì)：非金屬雜質(zhì)：Mg0、Ca0、Fe203、A1203、Si02、CaF2，來(lái)源：來(lái)源：原料。有的是初期抽真空帶入，也有的是后期破真空的結(jié)晶鎂表面原料。有的是初期抽真空帶入，也有的是后期破真空的結(jié)晶鎂表面氧化燒損后的氧化物。氧化燒損后的氧化物。 非金屬雜質(zhì)：非金屬雜質(zhì)

26、： Na、K、Fe、Zn、Mn、Si、Ni等，這些金屬等，這些金屬蒸氣是部分氧化物被蒸氣是部分氧化物被Si還原所產(chǎn)生的。還原所產(chǎn)生的。 1) 粗鎂中的雜質(zhì)粗鎂中的雜質(zhì)School of Metallurgy and Environment, Central South University2) 粗鎂中的雜質(zhì)分布粗鎂中的雜質(zhì)分布School of Metallurgy and Environment, Central South University原料原料中的中的Fe2O3；在還原溫度下在還原溫度下(1200)會(huì)被會(huì)被Mg、Si還原還原, ：Fe2O3+3Mg=2Fe+3MgO; 2Fe2O3

27、 +3Si=4Fe+3SiO2 硅鐵中的硅鐵化合物，還硅鐵中的硅鐵化合物，還原后以原后以Fe的形態(tài)存在。的形態(tài)存在。Fe在在結(jié)晶鎂中的分布位置如右圖結(jié)晶鎂中的分布位置如右圖所示。所示。 鐵的分布鐵的分布在結(jié)晶鎂的外周在結(jié)晶鎂的外周(如如O、L部位部位)及及兩端處兩端處Fe含量最高，最高含量可含量最高，最高含量可達(dá)達(dá)100PPm以上，中部最低，在以上，中部最低，在10-20PPm之間，之間，其原因是其原因是球團(tuán)球團(tuán)表面的粉塵及還原渣細(xì)粉被抽真表面的粉塵及還原渣細(xì)粉被抽真空時(shí)抽人的?？諘r(shí)抽人的。School of Metallurgy and Environment, Central South

28、University結(jié)晶結(jié)晶鎂在外周部含硅量特鎂在外周部含硅量特別多，而且冷端部也別多，而且冷端部也高。高。 硅的分布硅的分布這是這是由于由于球團(tuán)表面粉塵引球團(tuán)表面粉塵引起的，還原初期鎂蒸氣量起的，還原初期鎂蒸氣量少，冷凝器溫度受輻射熱少，冷凝器溫度受輻射熱影響大，故隨鎂蒸氣冷凝影響大，故隨鎂蒸氣冷凝在冷端，其最高值可達(dá)在冷端，其最高值可達(dá)100ppm以上。以上。School of Metallurgy and Environment, Central South University錳錳在結(jié)晶鎂中的分布在結(jié)晶鎂中的分布如右圖所示。該圖如右圖所示。該圖表表明：明：錳錳在結(jié)晶鎂的內(nèi)周部在結(jié)晶鎂的

29、內(nèi)周部及高溫部含量高，低及高溫部含量高，低溫部含量低，表明在溫部含量低，表明在還原時(shí)，錳的蒸氣壓還原時(shí)，錳的蒸氣壓比鎂低，而且在還原比鎂低，而且在還原反應(yīng)后期的速度大，反應(yīng)后期的速度大，結(jié)晶鎂中含錳量也可結(jié)晶鎂中含錳量也可達(dá)達(dá)40PPm。 錳的分布錳的分布School of Metallurgy and Environment, Central South University由于由于原料中含銅很低，原料中含銅很低，所以結(jié)晶鎂中銅含量所以結(jié)晶鎂中銅含量也低，如下圖所示，也低，如下圖所示，其含量一般其含量一般NaClMgCl2CaCl2BaCl2。有關(guān)資料也表明，有關(guān)資料也表明，MgCl2能有選

30、擇地和能有選擇地和MgO發(fā)生發(fā)生化學(xué)吸附：化學(xué)吸附：MgCl2+MgO=MgO MgCl2MgCl2+5MgO=5MgO MgCl2School of Metallurgy and Environment, Central South University 因此從熔劑單體的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)看，粗鎂因此從熔劑單體的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)看，粗鎂的精煉熔劑的主體體系應(yīng)由的精煉熔劑的主體體系應(yīng)由MgCl2KCl或或MgCl2KClNaCl組成，為改變精煉各過(guò)程中組成，為改變精煉各過(guò)程中的物理化學(xué)性質(zhì)，的物理化學(xué)性質(zhì)，BaCl2是較好的加重劑，氟化是較好的加重劑，氟化鹽是較好的非表面活性物質(zhì)。鹽是較好的非表面活

31、性物質(zhì)。 研究表明研究表明，MgCl2KCl或或Mg(MgCl2 KClNaCl混合熔鹽體系的物理化學(xué)性質(zhì)能滿足精煉熔混合熔鹽體系的物理化學(xué)性質(zhì)能滿足精煉熔劑的條件，為改善熔劑熔鹽的性質(zhì)，添加劑的條件，為改善熔劑熔鹽的性質(zhì)，添加BaCl2的的量應(yīng)小于量應(yīng)小于20。School of Metallurgy and Environment, Central South University MgCl2KCl在在700 時(shí)的熔度、摩爾體積、粘度、表面張力圖時(shí)的熔度、摩爾體積、粘度、表面張力圖如下：如下：School of Metallurgy and Environment, Central Sou

32、th UniversitySchool of Metallurgy and Environment, Central South University 上面這些圖表明上面這些圖表明（1）等摩爾等摩爾MgCl2和和KCl的熔點(diǎn)為的熔點(diǎn)為490，并可以形成穩(wěn)定化合物；（并可以形成穩(wěn)定化合物；（2）摩爾體積隨）摩爾體積隨KCl含量升高含量升高而升高，在而升高，在40-60區(qū)域變化平穩(wěn)；（區(qū)域變化平穩(wěn)；（3）700時(shí)熔體時(shí)熔體的粘度隨的粘度隨KCl含量的增加而降低，當(dāng)含量的增加而降低，當(dāng)KCl的摩爾分?jǐn)?shù)為的摩爾分?jǐn)?shù)為83時(shí)為最低，從粘度角度看，高時(shí)為最低，從粘度角度看，高KCl含量是較好的，但含量是較

33、好的，但MgCl2是濕潤(rùn)沉淀氧化物促使鎂匯集的主要組成；（是濕潤(rùn)沉淀氧化物促使鎂匯集的主要組成；（3）表面張力隨表面張力隨KCl含量升高而降低，但摩爾分?jǐn)?shù)在含量升高而降低，但摩爾分?jǐn)?shù)在40-60之間比較平穩(wěn)。綜合以上分析，之間比較平穩(wěn)。綜合以上分析，等摩爾的等摩爾的MgCl2與與KCl具有較好的物理與化學(xué)性質(zhì)，是粗鎂精煉熔劑的最好組具有較好的物理與化學(xué)性質(zhì)，是粗鎂精煉熔劑的最好組合合。School of Metallurgy and Environment, Central South University 為增強(qiáng)熔劑的精煉效果為增強(qiáng)熔劑的精煉效果，可加入，可加入BaCl2、CaCl2或或Na

34、Cl。BaCl2可認(rèn)可認(rèn)為是最好的加重劑，但具有毒性，有被禁止排放的可能；為是最好的加重劑，但具有毒性，有被禁止排放的可能；CaCl2也也有一定的加重作用，無(wú)毒卻有強(qiáng)烈的吸水性，不易保存。有一定的加重作用，無(wú)毒卻有強(qiáng)烈的吸水性，不易保存。 氟化物作為非表面活性物質(zhì)添加于熔體中，用以改善鎂的熔合和氟化物作為非表面活性物質(zhì)添加于熔體中，用以改善鎂的熔合和增大熔體表面張力是不可缺少的。在粗鎂精煉過(guò)程中通常添加增大熔體表面張力是不可缺少的。在粗鎂精煉過(guò)程中通常添加CaF2。對(duì)于對(duì)于CaF2在氯化物熔體中的行為可歸納為以下幾點(diǎn)在氯化物熔體中的行為可歸納為以下幾點(diǎn):(1)CaF2在氯化物熔體溫度下在氯化物

35、熔體溫度下(800)，大部分以懸浮狀態(tài)存在，溶，大部分以懸浮狀態(tài)存在，溶解度很小。解度很小。(2)添加添加CaF2能較大地提高氯化物熔體和鎂液間的表面張力，能較大地提高氯化物熔體和鎂液間的表面張力，1-2的的CaF2能使熔體的表面張力提高能使熔體的表面張力提高58.School of Metallurgy and Environment, Central South University(3)添加添加CaF2能使熔體密度和粘度增大能使熔體密度和粘度增大15，密，密度和粘度的變化值按添加量呈線性增加，但總的影度和粘度的變化值按添加量呈線性增加，但總的影響較小。響較小。(4)添加添加CaF2能增強(qiáng)

36、熔體對(duì)氧化物雜質(zhì)的吸附濕潤(rùn)件，能增強(qiáng)熔體對(duì)氧化物雜質(zhì)的吸附濕潤(rùn)件，改善鎂的匯聚，并能和部分氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。改善鎂的匯聚，并能和部分氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 由此可見(jiàn)，氟鹽對(duì)熔融鎂有聚合能力，在精煉熔劑由此可見(jiàn)，氟鹽對(duì)熔融鎂有聚合能力，在精煉熔劑中含有中含有定量的氟鹽，對(duì)熔劑體系的精煉效果是很定量的氟鹽，對(duì)熔劑體系的精煉效果是很重要的。重要的。School of Metallurgy and Environment, Central South University非金屬雜質(zhì)的除去非金屬雜質(zhì)的除去 結(jié)晶鎂中的非金屬雜質(zhì)有結(jié)晶鎂中的非金屬雜質(zhì)有MgO、CaO、Si02、Mg3N 2、CaO、SiO

37、2、A12O3等。等。 Mg3N 2 置放在空氣中，很快吸水置放在空氣中，很快吸水變成變成Mg(OH) 2和和NH3；。；。Mg(OH)2在熔體中也可以在熔體中也可以Mg0形形式存在。金屬雜質(zhì)式存在。金屬雜質(zhì)K、Na、Fe、Zn、Mn、Cu、A1、Ni等等部分以合金形式存在于鎂中，它們對(duì)熔體的物理化學(xué)性質(zhì)部分以合金形式存在于鎂中，它們對(duì)熔體的物理化學(xué)性質(zhì)基本無(wú)太大影響，因此引起物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的主要基本無(wú)太大影響，因此引起物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的主要是非金屬氧化物雜質(zhì)。是非金屬氧化物雜質(zhì)。3) 粗鎂除雜機(jī)理粗鎂除雜機(jī)理School of Metallurgy and Environment,

38、 Central South University 非金屬氧化物雜質(zhì)在粗鎂中的行為可歸納如下：非金屬氧化物雜質(zhì)在粗鎂中的行為可歸納如下： (1)大部分氧化物能被大部分氧化物能被KCl、NaCl濕潤(rùn)，部分氧化物濕潤(rùn)，部分氧化物(MgO和和CaO)能和能和MgCl2形成穩(wěn)定或不穩(wěn)定的配合物。形成穩(wěn)定或不穩(wěn)定的配合物。 MgO(CaO)十十MgCl2 4MgO(CaO)MgCl2 5MgO十十MgCl2 5MgOMgCl2 (2)雜質(zhì)的熔入，都能使熔鹽的密度增大，凝固點(diǎn)提高，粘度變大。雜質(zhì)的熔入，都能使熔鹽的密度增大，凝固點(diǎn)提高，粘度變大。 (3)大部分氧化物雜質(zhì)被熔鹽浸漬后，在熔體中表現(xiàn)為表面活性

39、物大部分氧化物雜質(zhì)被熔鹽浸漬后，在熔體中表現(xiàn)為表面活性物質(zhì)，降低熔鹽的表面張力。質(zhì)，降低熔鹽的表面張力。 (4)氧化物都能使鎂和熔劑的分散體系穩(wěn)定，不利于鎂的匯聚。氧化物都能使鎂和熔劑的分散體系穩(wěn)定，不利于鎂的匯聚。 由上面的這些雜質(zhì)在熔鹽中行為可知，氧化物雜質(zhì)的去除可采由上面的這些雜質(zhì)在熔鹽中行為可知，氧化物雜質(zhì)的去除可采用在熔鹽體系中進(jìn)行物理或化學(xué)吸附的方法。用在熔鹽體系中進(jìn)行物理或化學(xué)吸附的方法。 非金屬雜質(zhì)在粗鎂中的行為非金屬雜質(zhì)在粗鎂中的行為School of Metallurgy and Environment, Central South University金屬雜質(zhì)的除去金屬雜

40、質(zhì)的除去 金屬雜質(zhì)金屬雜質(zhì)K、Na一般都能在熔體中發(fā)生下列的置換反應(yīng)而被去除。一般都能在熔體中發(fā)生下列的置換反應(yīng)而被去除。2K(Na)十十MgCl2 2KCl(NaCl)十十Mg 其他金屬一般都不和熔鹽發(fā)生反應(yīng)，其他金屬一般都不和熔鹽發(fā)生反應(yīng)，Zn、A1、Cu、Fe、Ni、Mn原則上通過(guò)熔劑精煉是不能除去的。微量原則上通過(guò)熔劑精煉是不能除去的。微量Mn對(duì)鎂的各種用途性對(duì)鎂的各種用途性質(zhì)的不良影響很小，因而精煉時(shí)可不考慮除錳。雜質(zhì)質(zhì)的不良影響很小，因而精煉時(shí)可不考慮除錳。雜質(zhì)Fe是最有害的是最有害的元素，在精煉時(shí)必須向熔劑中摻入添加劑除鐵。添加劑的種類有海元素，在精煉時(shí)必須向熔劑中摻入添加劑除鐵

41、。添加劑的種類有海綿鉆，四氯化欽、鉆、氧化鉻、鉸以及硼和硼的化合物等。綿鉆，四氯化欽、鉆、氧化鉻、鉸以及硼和硼的化合物等。 金屬雜質(zhì)的除去金屬雜質(zhì)的除去School of Metallurgy and Environment, Central South University鎂中的鐵量除了粗鎂帶鎂中的鐵量除了粗鎂帶人的之外，還有容器與人的之外，還有容器與精煉工具被腐蝕后溶解精煉工具被腐蝕后溶解的，而且鐵在鎂中的溶的，而且鐵在鎂中的溶解度又隨溫度的增高而解度又隨溫度的增高而增大，如圖所示。在一增大，如圖所示。在一般條件下，除鐵是較困般條件下，除鐵是較困難的。但是，海綿鈦除難的。但是，海綿鈦除鐵有

42、較好的效果，這是鐵有較好的效果，這是因?yàn)楹＞d鈦對(duì)雜質(zhì)鐵有因?yàn)楹＞d鈦對(duì)雜質(zhì)鐵有較強(qiáng)的吸附性較強(qiáng)的吸附性 ，并可以生成密度較大的結(jié)合體在鎂液中沉降。，并可以生成密度較大的結(jié)合體在鎂液中沉降。 海綿鈦除鐵海綿鈦除鐵海綿鈦為什么可以除鐵？海綿鈦為什么可以除鐵？School of Metallurgy and Environment, Central South University海綿鈦除鐵的機(jī)理及過(guò)程海綿鈦除鐵的機(jī)理及過(guò)程 海綿鈦除鐵的反應(yīng)為：海綿鈦除鐵的反應(yīng)為：Ti十十(Mg十十x)Mg十十(Ti十十x) 式中式中x代表雜質(zhì)金屬鐵與其他金屬雜質(zhì)。代表雜質(zhì)金屬鐵與其他金屬雜質(zhì)。 用四氯化鈦用四氯化鈦

43、(TiCl4)精煉除鐵機(jī)理基本與用海綿鈦除精煉除鐵機(jī)理基本與用海綿鈦除Fe相同，不過(guò)相同，不過(guò)首先是發(fā)生如下反應(yīng)：首先是發(fā)生如下反應(yīng)： 2Mg十十TiCl4 2MgCl2十十Ti 所生成的所生成的Ti再吸附粗鎂中的雜質(zhì)。再吸附粗鎂中的雜質(zhì)。 用用TiCl4除鐵，其所用的設(shè)備比海綿鈦除鐵復(fù)雜。除鐵，其所用的設(shè)備比海綿鈦除鐵復(fù)雜。School of Metallurgy and Environment, Central South University 海綿鈦除鐵效果與所生成的鈦鐵結(jié)合體的沉降海綿鈦除鐵效果與所生成的鈦鐵結(jié)合體的沉降效果有關(guān)，即與精煉后靜置時(shí)間、精煉攪拌時(shí)間、效果有關(guān)，即與精煉后靜

44、置時(shí)間、精煉攪拌時(shí)間、靜置溫度有關(guān)。靜置溫度有關(guān)。 海綿鈦除鐵，采用的熔劑成分為海綿鈦除鐵，采用的熔劑成分為MgCl2KCl 83，BaCl2 5，CaF23。海綿鈦的添加量可海綿鈦的添加量可控制在控制在0.05-0.5%,在加在加CaF2熔劑精煉熔劑精煉3分鐘后，加分鐘后，加入鈦粉粉進(jìn)行攪拌精煉，在入鈦粉粉進(jìn)行攪拌精煉，在740時(shí)恒溫、靜置時(shí)恒溫、靜置20min。可獲得純度很高的精鎂?？色@得純度很高的精鎂。School of Metallurgy and Environment, Central South UniversitySchool of Metallurgy and Environ

45、ment, Central South University 上頁(yè)圖中示出了海綿鈦加入量與精鎂中鈦、鐵雜質(zhì)含量的上頁(yè)圖中示出了海綿鈦加入量與精鎂中鈦、鐵雜質(zhì)含量的關(guān)系?？芍?，隨鈦加入量的增加，精鎂中鐵的含量在降低，關(guān)系?？芍?，隨鈦加入量的增加，精鎂中鐵的含量在降低，但鈦的含量卻在增加，因此找到一個(gè)最佳加入量極其重要。但鈦的含量卻在增加，因此找到一個(gè)最佳加入量極其重要。當(dāng)鎂液中含鐵量在當(dāng)鎂液中含鐵量在0.04%(710）時(shí)，添加）時(shí)，添加0.05%左右的海左右的海綿鈦即可使精鎂中鐵降到綿鈦即可使精鎂中鐵降到0.00310.0027%. 靜置溫度靜置溫度對(duì)熔劑精煉中所有雜質(zhì)的沉降具有重要意義對(duì)熔劑

46、精煉中所有雜質(zhì)的沉降具有重要意義.其其中氧化物及其和熔鹽形成的配合物的靜置溫度為中氧化物及其和熔鹽形成的配合物的靜置溫度為740 ，而而用海綿鈦精煉時(shí)，靜置溫度為用海綿鈦精煉時(shí)，靜置溫度為720。溫度高、熔劑粘度小，。溫度高、熔劑粘度小，熔鎂密度小，流動(dòng)性好，鈦鎂結(jié)合體沉降快。但是鐵與鈦隨熔鎂密度小，流動(dòng)性好，鈦鎂結(jié)合體沉降快。但是鐵與鈦隨著溫度的升高，其溶解度也升高。著溫度的升高，其溶解度也升高。School of Metallurgy and Environment, Central South University硼硼化物及其衍生鹽的種類很多，常見(jiàn)有化物及其衍生鹽的種類很多，常見(jiàn)有B20

47、3、H3B03、Na2B40710H20，關(guān)于硼化合物和鐵的結(jié)合機(jī)理目前尚未完關(guān)于硼化合物和鐵的結(jié)合機(jī)理目前尚未完全清楚。全清楚。 幾種硼化物的物性為：幾種硼化物的物性為： H2B03在在236時(shí)分解為時(shí)分解為B203和和H20，其反應(yīng)式為：其反應(yīng)式為： 2H2B03B203十十3H20 Na2B40710H20 在在300Y下也會(huì)完全脫去結(jié)晶水，水對(duì)氯下也會(huì)完全脫去結(jié)晶水，水對(duì)氯化物熔鹽是不利的，因此采用化物熔鹽是不利的，因此采用H2B03 或或Na2B40710H20 除鐵除鐵時(shí)，必須將這二種硼化物預(yù)先脫去水分。時(shí)，必須將這二種硼化物預(yù)先脫去水分。 硼化物除鐵硼化物除鐵School of

48、Metallurgy and Environment, Central South University 隨隨B203的添加量的增加，精鎂中含鐵量顯著降低。下圖為的添加量的增加，精鎂中含鐵量顯著降低。下圖為B203的的添加量與精鎂中含鐵量的關(guān)系。添加量與精鎂中含鐵量的關(guān)系。加加B203精煉時(shí)的操精煉時(shí)的操作過(guò)程為：當(dāng)熔劑作過(guò)程為：當(dāng)熔劑和鎂液的溫度升至和鎂液的溫度升至740，把，把CaF2、 B203和少量熔劑研和少量熔劑研磨均勻后撤入，攪磨均勻后撤入，攪拌時(shí)間為拌時(shí)間為10分鐘，分鐘，恒溫靜置恒溫靜置20分鐘，分鐘，即可認(rèn)為精煉去鐵即可認(rèn)為精煉去鐵完畢。完畢。 B2O3除鐵除鐵School

49、of Metallurgy and Environment, Central South University上圖表明，鐵含量隨上圖表明，鐵含量隨B203加入量而減少。當(dāng)硼量為加入量而減少。當(dāng)硼量為0.05時(shí)，時(shí)，可達(dá)到一級(jí)鎂標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)達(dá)到可達(dá)到一級(jí)鎂標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)達(dá)到03B時(shí)，鐵的含量小于時(shí)，鐵的含量小于00005。在精煉過(guò)程中當(dāng)加入的。在精煉過(guò)程中當(dāng)加入的B203折合折合B含量為含量為02時(shí)，渣相變粘，這是因?yàn)榧尤敫呷埸c(diǎn)的時(shí)，渣相變粘，這是因?yàn)榧尤敫呷埸c(diǎn)的B203 ，使渣相物使渣相物理化學(xué)性質(zhì)有所改變，理化學(xué)性質(zhì)有所改變， B203和其他氧化物一樣，都能阻礙和其他氧化物一樣，都能阻礙鎂的匯聚，增加

50、熔劑的粘度。另外，還有研究表明，鎂中鎂的匯聚，增加熔劑的粘度。另外，還有研究表明，鎂中B的含量始終很低，因此從某一個(gè)角度來(lái)看，當(dāng)熔劑過(guò)量的含量始終很低，因此從某一個(gè)角度來(lái)看，當(dāng)熔劑過(guò)量(超超過(guò)鎂量的過(guò)鎂量的225或更高時(shí)或更高時(shí))， B203的添加可能是制取的添加可能是制取高純高純鎂鎂的一個(gè)途徑。的一個(gè)途徑。School of Metallurgy and Environment, Central South University下下表中列出了表中列出了Na2B407除鐵的除鐵效果。除鐵的除鐵效果。 從上表可知，從上表可知， Na2B407也有良好的除鐵效果，但效果差于也有良好的除鐵效果，但效

51、果差于B203 。 Na2B407除鐵除鐵School of Metallurgy and Environment, Central South University用用鋯除鐵時(shí)是使鋯與鎂形成合金，并使鎂晶鋯除鐵時(shí)是使鋯與鎂形成合金，并使鎂晶粒細(xì)化，還起到抵消鐵含量的作用。氧化鉻粒細(xì)化，還起到抵消鐵含量的作用。氧化鉻首先是被還原成金屬鋯，和直接加鋯除鐵的首先是被還原成金屬鋯，和直接加鋯除鐵的作用一樣，其添加量為鎂量的作用一樣，其添加量為鎂量的0.05Zr或或0.1(ZrO)，可使精鎂中的含鐵量降到可使精鎂中的含鐵量降到0.001。缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是Zr或或ZrO的成本太高。的成本太高。 用鋯、氧化鋯

52、用鋯、氧化鋯除鐵除鐵School of Metallurgy and Environment, Central South University 在鎂的熔劑精煉過(guò)程中，由于在鎂的熔劑精煉過(guò)程中，由于MgO與與Mg2O能能與熔鹽形成穩(wěn)定的媒殼，并緊密的附著在鎂液與熔鹽形成穩(wěn)定的媒殼，并緊密的附著在鎂液表面，使分散的鎂珠不能相互交聯(lián)匯合，而熔表面，使分散的鎂珠不能相互交聯(lián)匯合，而熔解的氟鹽能除去氧化物媒殼，能增強(qiáng)解的氟鹽能除去氧化物媒殼，能增強(qiáng)KCl和和MgCl2對(duì)氧化物的吸附強(qiáng)度和活性，從而能增對(duì)氧化物的吸附強(qiáng)度和活性，從而能增強(qiáng)鎂的熔合性，促使鎂和熔渣的分離，所以其強(qiáng)鎂的熔合性，促使鎂和熔渣的

53、分離，所以其作用機(jī)理為：作用機(jī)理為： (1)作為非表面活性物質(zhì)，能提高鎂和熔渣間作為非表面活性物質(zhì)，能提高鎂和熔渣間的界面張力的界面張力。 (2)氟化鹽在熔體中的游離氟化鹽在熔體中的游離F-離子能溶解鎂表離子能溶解鎂表面氧化膜。面氧化膜。 氟化鹽在熔劑精煉中的作用機(jī)理氟化鹽在熔劑精煉中的作用機(jī)理School of Metallurgy and Environment, Central South University 精煉爐分爐殼、精煉爐分爐殼、爐膛與鑄鋼坩堝爐膛與鑄鋼坩堝三部分，爐殼用三部分，爐殼用8mm的鋼板焊制的鋼板焊制而成，爐殼上有而成，爐殼上有加固筋；爐膛用加固筋；爐膛用粘土耐火磚與

54、輕粘土耐火磚與輕質(zhì)耐火磚砌筑，質(zhì)耐火磚砌筑，爐膛內(nèi)有固定電爐膛內(nèi)有固定電阻絲的耐熱槽溝阻絲的耐熱槽溝粘土板；坩堝由粘土板；坩堝由鑄鋼板焊鑄鋼板焊制鋼制鋼板板厚厚20mm。4) 結(jié)晶鎂的精煉操作結(jié)晶鎂的精煉操作 精煉爐精煉爐School of Metallurgy and Environment, Central South University(1)在坩堝中加入粗鎂重量的在坩堝中加入粗鎂重量的15 熔煉熔劑熔煉熔劑(熔劑總量為熔劑總量為) ;(2) 裝入結(jié)晶鎂，在裝入結(jié)晶鎂，在750溫度下加熱熔化，慢慢加入結(jié)晶鎂溫度下加熱熔化，慢慢加入結(jié)晶鎂及熔煉熔劑及熔煉熔劑;(3)使鎂液溫度保持在使鎂液溫

55、度保持在710 ,邊攪拌邊加入精煉熔劑；邊攪拌邊加入精煉熔劑；(4)升至升至740 (或或720)，并靜置，并靜置510分鐘分鐘;(5)降溫至降溫至710 ，開始鑄造。開始鑄造。 精煉操作精煉操作School of Metallurgy and Environment, Central South University 采用連續(xù)采用連續(xù)或或人工鑄錠人工鑄錠，視生產(chǎn)規(guī)模大小而定，視生產(chǎn)規(guī)模大小而定。 鑄造鑄造School of Metallurgy and Environment, Central South University (1) 連續(xù)鑄錠。連續(xù)鑄錠。 即將盛有熔鎂的坩堝吊人翻轉(zhuǎn)機(jī)的保溫

56、抬包中，翻轉(zhuǎn)機(jī)內(nèi)設(shè)有電即將盛有熔鎂的坩堝吊人翻轉(zhuǎn)機(jī)的保溫抬包中，翻轉(zhuǎn)機(jī)內(nèi)設(shè)有電加熱裝置或煤氣加熱裝置，翻轉(zhuǎn)機(jī)借助機(jī)械傳動(dòng)裝置或液壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝加熱裝置或煤氣加熱裝置，翻轉(zhuǎn)機(jī)借助機(jī)械傳動(dòng)裝置或液壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置可使翻轉(zhuǎn)機(jī)傾斜，使坩堝中的鎂液注入模錠傳送機(jī)上的錠模中，置可使翻轉(zhuǎn)機(jī)傾斜，使坩堝中的鎂液注入模錠傳送機(jī)上的錠模中，模錠傳送機(jī)在開始澆鑄前，錠模用電爐預(yù)熱至模錠傳送機(jī)在開始澆鑄前，錠模用電爐預(yù)熱至80。鑄錠過(guò)程中，。鑄錠過(guò)程中，撤下少量硫磺粉，使硫磺粉在鎂錠的表面燃燒生成還原性的撤下少量硫磺粉，使硫磺粉在鎂錠的表面燃燒生成還原性的SO2氣氣體。來(lái)防止鎂的氧化。體。來(lái)防止鎂的氧化。 (2) 人工鑄錠。人工

57、鑄錠。 舀鎂的勺子先在舀鎂的勺子先在MgCl2KCl的熔體糟中預(yù)熱清洗；的熔體糟中預(yù)熱清洗； 鑄錠前，錠模需預(yù)熱至鑄錠前，錠模需預(yù)熱至150，將熔鎂慢慢倒入錠模，當(dāng)錠模內(nèi)倒，將熔鎂慢慢倒入錠模，當(dāng)錠模內(nèi)倒入入1/3鎂液后，即快速將鎂液注滿錠模，以免熔融鎂凝結(jié)時(shí)發(fā)生縮孔、鎂液后，即快速將鎂液注滿錠模，以免熔融鎂凝結(jié)時(shí)發(fā)生縮孔、分層和不規(guī)整，鑄錠時(shí)必須將鎂錠表面的氧化膜皮刮去。為防止鑄分層和不規(guī)整，鑄錠時(shí)必須將鎂錠表面的氧化膜皮刮去。為防止鑄錠時(shí)鎂的燃燒，鑄錠時(shí)不斷撤硫磺粉于鎂錠表面，造成錠時(shí)鎂的燃燒，鑄錠時(shí)不斷撤硫磺粉于鎂錠表面，造成SO2氣氛來(lái)氣氛來(lái)防止鎂的燃燒。防止鎂的燃燒。School o

58、f Metallurgy and Environment, Central South University 金屬鎂是耐腐蝕性能最差的金屬之一：金屬鎂是耐腐蝕性能最差的金屬之一： E MgMg2+-2.36十十0.02951gMg 2+V 在在各種各種pH值值下都會(huì)產(chǎn)生析氫腐蝕；下都會(huì)產(chǎn)生析氫腐蝕； 在在干燥大氣干燥大氣中，鎂遭到氧化而失去金屬光澤，表面上形成一中，鎂遭到氧化而失去金屬光澤，表面上形成一層暗色的疏松多孔、防護(hù)性差的膜；層暗色的疏松多孔、防護(hù)性差的膜； 在在潮濕的大氣潮濕的大氣中，鎂表面受到腐蝕，其產(chǎn)物組成大致為：中，鎂表面受到腐蝕，其產(chǎn)物組成大致為：MgCO 3 3H2O ，

59、MgSO 4 7H2O ，Mg(0H)2 等；等； 殘留的精煉熔劑，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：殘留的精煉熔劑，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：MgCl2十十H2OMgO十十2HCl CaCl2十十H2OCaO十十2HCl強(qiáng)腐蝕強(qiáng)腐蝕5) 鎂錠的表面處理鎂錠的表面處理 為什么必須表面處理？為什么必須表面處理？School of Metallurgy and Environment, Central South University鎂錠表面處理的方法鎂錠表面處理的方法 根據(jù)鎂錠腐蝕的原因，其表面處理的方法包括二個(gè)方面，根據(jù)鎂錠腐蝕的原因，其表面處理的方法包括二個(gè)方面，是是去去除其表面附著的能引起腐蝕的雜質(zhì)，如氯化物和來(lái)自錠

60、模的鐵鱗等除其表面附著的能引起腐蝕的雜質(zhì)，如氯化物和來(lái)自錠模的鐵鱗等雜物；雜物；二是二是在鎂錠表面施加防護(hù)性膜層。在鎂錠表面施加防護(hù)性膜層。 由于鎂錠是一種中間產(chǎn)品，是一種制備鎂合金的重要原材料，所由于鎂錠是一種中間產(chǎn)品，是一種制備鎂合金的重要原材料，所以對(duì)它的防護(hù)應(yīng)有如下的特點(diǎn)：以對(duì)它的防護(hù)應(yīng)有如下的特點(diǎn)： (1)應(yīng)具有耐受各種類型大氣的腐應(yīng)具有耐受各種類型大氣的腐蝕能力；蝕能力； (2)具有足夠的強(qiáng)度，能夠承受搬動(dòng)和運(yùn)輸過(guò)程中一般可具有足夠的強(qiáng)度，能夠承受搬動(dòng)和運(yùn)輸過(guò)程中一般可能發(fā)生的摩擦、碰撞而不被損；能發(fā)生的摩擦、碰撞而不被損； (3)當(dāng)鎂錠重熔使用時(shí)，膜層易于當(dāng)鎂錠重熔使用時(shí)，膜層易