Pagrindinis gamybos procesasmagnio metalasyra Pidgeon procesas.Geležies silicis 75, dėl didelio silicio kiekio ir mažo priemaišų kiekio yra optimalus reduktorius. Pagrindinis jo tinkamumo pagrindas yra toks:
72% -80% silicio kiekis užtikrina visišką redukcijos reakciją, o jo kaina yra mažesnė nei aukštesnių silicio rūšių, tokių kaip FeSi90, balansavimo efektyvumas ir ekonomiškumas;
Pidgeon Process reikalauja atšiaurių 1150-1250 laipsnių sąlygų ir 1-10 Pa vakuumo. Cheminis FeSi stabilumas 75% leidžia išvengti šalutinių reakcijų, užtikrinant magnio produkto grynumą;
Pramoninėje gamyboje kiekvienai pagamintai magnio tonai sunaudojama 1,2–1,3 tonos 75FeSi, todėl tai yra magnio lydymosi sąnaudų ir efektyvumo pagrindas.
FeSi75 vaidmuo ir reakcijos mechanizmas magnio lydymui
(1) Šerdies mažinimo reakcija
FerroSilicon 75 sudėtyje esantis silicis veikia kaip šerdies redukcinis elementas, vykstantis išstūmimo reakcijai su degintu dolomitu (CaO・MgO), kad susidarytų dujinis magnio ir kalcio silikatas. Reakcijos lygtis yra tokia:
Pagrindinė reakcija:2MgO・CaO + Si (iš ferosilicio 75%) → 2Mg↑ + Ca₂SiO4 (temperatūra 1150-1250 laipsnių, vakuumas 1-10Pa)
Termodinaminis pagrindas:Šios reakcijos standartinė Gibso laisvoji energija (ΔG laipsnis ) yra -68kJ/mol 1200 laipsnių temperatūroje, tenkinanti spontaniškos reakcijos sąlygas; elektrodo potencialo skirtumas tarp silicio ir magnio (Si⁴⁺/Si=-0.86V, Mg²⁺/Mg=-2.37V) užtikrina redukcijos prioritetą.
(2) Žingsnis-po-reakcijos proceso analizė
Žaliavos paruošimas: dolomitas (CaCO₃・MgCO₃) kaitinamas 900-1000 laipsnių temperatūroje, kad suirtų į degintą baltą (CaO・MgO);
Medžiagų pakavimas ir presavimas:Kalcinuotas baltas irFeSi75 milteliai(dydis Mažiau arba lygus 1mm) sumaišomi 7:1 masės santykiu ir pridedama rišiklio, kad suspaustų į granules (skersmuo 20-30mm);
Vakuuminis sumažinimas:Granulės sukraunamos į redukcijos baką ir kaitinamos iki... 1150-1250 laipsnių temperatūroje, esant 1-10 Pa vakuumui, silicis redukuoja MgO, kad susidarytų Mg garai.
Kondensatas ir surinkimas:Mg garai aušinami kondensatoriumi, esančiu redukcijos bako viršuje, kondensuojantis į kietą neapdorotą magnį (grynumas didesnis nei 99,5 %).
Rafinavimas ir valymas:Neapdorotas magnis rafinuojamas išlydyta druska (pvz., NaCl-KCl-MgCl₂ sistema), kad pašalintų priemaišų pėdsakus, todėl gaunamas didelio -grynumo magnis (99,9 %) arba didesnis.
FeSi75 kokybės reikalavimai
75# FerroSilicon grynumas ir priemaišų kiekis tiesiogiai veikia magnio regeneravimo greitį ir grynumą.
| Indikatoriaus tipas | Reikalavimų taikymo sritis | Standarto viršijimo poveikis |
| Silicio (Si) kiekis | 72%-80% | 72%: Incomplete reduction reaction, magnesium recovery rate decreases by 5%-8%; >80 %: Padidėjusios sąnaudos, jokio papildomo efektyvumo didinimo. |
| Aliuminio (Al) kiekis | Mažiau arba lygus 1,0 % (pageidautina, kad būtų mažesnis arba lygus 0,5 %) | >1,0 %: padidina FeSi75 reaktyvumą, per daug sunaudoja reduktorius ir padidina FeSi75 suvartojimą tonai magnio 5–10 %. |
| Anglies (C) kiekis | Mažiau arba lygus 0,2 % | ＞0,2 %: susidaro šalutinis MgC₂ produktas, dėl kurio magnio grynumas nukrenta žemiau 99 %, o tai turi įtakos tolesniam apdorojimui. |
| Sieros (S) kiekis | Mažiau arba lygus 0,05 % | ＞0,05%: su magniu sudaro MgS inkliuzus, mažinančius magnio plastiškumą ir atsparumą korozijai. |
| Fosforo (P) kiekis | Mažiau arba lygus 0,04 % | ＞0,04%: Sukelia magnio lydinių trapumą; netinka aukštos klasės magnio lydiniams (pvz., kosminiams magnio lydiniams) |
| Dydis | Mažiau arba lygus 1 mm (milteliai) | ＞1 mm: nepilnas sumaišymas su kalcinuotais baltais milteliais, dėl ko tam tikrose srityse vyksta nebaigta redukcijos reakcija ir reakcijos efektyvumo svyravimai inde ±10%. |
Pagrindinis FeSi75 poveikis magnio gamybai
(1) Poveikis magnio atkūrimo greičiui
Kai silicio kiekis 75% FeSi yra 75%, o Al Mažiau nei 0,5%, magnio atkūrimo greitis gali siekti 85% -90%;
Kai silicio kiekis sumažėja iki 70%, regeneravimo greitis sumažėja iki 78% -82%; kai Al kiekis pakyla iki 1,5%, regeneravimo greitis toliau mažėja iki 75% -78%.
(2) Poveikis magnio grynumui
Aukštos-kokybės FeSi75# (bendras priemaišų kiekis Mažiau nei 1,5 %) gali pagaminti 99,7–99,9 % rafinuoto magnio;
Jei FeSi75 anglies kiekis viršija standartą iki 0,3%, magnio grynumas sumažėja iki 99,2% -99,5%, todėl reikia papildomų rafinavimo išlaidų.
(3) Poveikis gamybos sąnaudoms
FerroSilicon75 sudaro 60–70% magnio lydymui skirtų žaliavų sąnaudų. Kainos svyravimas 1000 RMB/t atitinka 1200–1300 RMB magnio tonos savikainos pokytį.
Nors mažos-priemaišos 75 ferosilicio lydinio (Al Mažiau nei arba lygus 0,5 %) pirkimo kaina yra 5–8 % didesnė, dėl to gali sumažėti reduktoriaus sunaudojimas ir rafinavimo sąnaudos, todėl 3–5 % sumažėja bendra magnio tonos kaina.
FeSi75 panaudojimo magnio lydymui optimizavimo strategijos
(1) Žaliavų parinkimas ir kokybės kontrolė
FeSi75-Al0,5laipsnis (Al Mažiau arba lygus 0,5 %) turėtų būti teikiamas pirmenybė, vengiant naudoti aukštos -aliuminio oksido ir daug{2}}anglies klasės.
Įeinanti apžiūra:Spektrometras naudojamas greitam pagrindinių rodiklių, pvz., Si, Al ir C, aptikimui. Kiekvienos partijos mėginiams atliekami nedidelio masto redukcijos bandymai, siekiant patikrinti reakcijos aktyvumą.
(2) Proceso parametrų pritaikymas
Dydis:FeSi75 miltelių dalelių dydis yra 0,1–1 mm, o maišymo vienodumas su kalcinuotais baltais milteliais yra didesnis arba lygus 95%, kad būtų užtikrintas pakankamas reakcijos kontaktas;
Sumažinimo sąlygos:Temperatūra stabilizuojama ties 1200±20 laipsnių, o vakuumo laipsnis palaikomas žemiau 5Pa, kad būtų išvengta nepilnos FeSi75 reakcijos dėl temperatūros svyravimų.
(3) Priemaišų kontrolė ir šoninės reakcijos slopinimas
Anglies dioksido slopinimas:Į granules pridedama 0,1–0,2 % kalkakmenio (CaCO₃), kad būtų slopinama anglies reakcija su MgO, kad susidarytų MgC₂;
Rafinavimo palaikymas:Dvigubas „redukcija vakuume + išlydytos druskos rafinavimas“ taikomas siekiant pašalinti FeSi75 įnešamų priemaišų pėdsakus ir užtikrinti, kad magnio grynumas atitiktų standartus.
Pramonės tendencijos: FeSi75 atnaujinimo kryptys magnio lydymui
Maža hibridizacija:
Aukštos-galybės magnio lydiniams (skirtiems aviacijai ir elektronikai) taikomi griežtesni 75FeSi lydinio priemaišų reikalavimai, todėl išaugo specialaus FeSi lydinio 75, kurio Al Mažiau arba lygus 0,3 % ir C Mažiau arba lygus 0,1 %, paklausa;
Žalinimas:
Naudojant FeSi75 lydinį, pagamintą naudojant ekologišką elektrą, galima daugiau nei 50 % sumažinti anglies dvideginio išmetimą iš magnio lydymo, atitinkantį pasaulinę anglies neutralumo tendenciją;
Didelis efektyvumas:
Kuriant "FeSi75 + retųjų žemiųSudėtinis reduktorius gali sumažinti redukcijos temperatūrą 50–80 laipsnių ir sumažinti elektros energijos sąnaudas vienai tonai magnio 800–1000 kWh, pagerindamas gamybos efektyvumą.
