金属镁还原炉
2019-01-03 09:36:49
金属镁还原炉是镁生产的核心设备,国内外普遍采用的是外加热卧式还原罐还原炉。目前,国内应用的金属镁还原炉的炉型较多,根据所用燃料的不同,大体上可分为两类:用煤气或重油加热的还原炉与以煤为燃料的还原炉。
用煤气或者重油为燃料的还原炉用煤气或者重油作为燃料的还原炉,通常是16个横罐的还原炉,其规格为10.54×3.59×2.94(m)。这种还原炉为矩形炉膛,还原罐间中心距约为600mm,罐呈单面单排排列,炉子背面一般分布有多支低压烧嘴。火焰从燃烧室进入炉膛空间,绕过还原罐周边,靠烟囱抽力将燃烧后的烟气抽入炉底部支烟道,经烟道与烟道闸门后进入烟囱。二次风由二次风管再通过炉底第二层二次风道送入炉内。
还原炉底部两个还原罐中间设有燃烧室或烟室。还原炉既是一个倒焰炉又是一个贮热炉。炉膛内一般装有16支镍铬合金钢制的还原罐。16个还原罐分成四组,即4个还原罐组成一组,与一个真空机组相连接(真空机组由滑阀泵和罗茨泵组成),每台还原炉还设有一个备用真空机组,因此一台还原炉一般有5个真空机组,每台还原炉设有一个水环泵作为预抽泵。
以煤为燃料的还原炉在我国,金属镁还原炉以燃煤为主,随着镁冶炼工艺的不断发展与进步,出现过多种燃煤还原炉,典型的有下面几种。
1.单火室单面单排罐还原炉该炉型与燃煤气、重油还原炉炉型相似,单面单排布置还原罐。燃烧室设置在后面,炉内装有14~16支还原罐,在两支还原罐中间设置一过火孔。该炉型由于只有单排罐,又是单面布置,故操作十分方便,车间布置便于机械化,但其产量和热效率都低。该炉型属于矩形倒焰窑,火焰从燃烧室通过挡火板反射至炉顶,受烟囱抽力火焰向下,使还原罐受热,再经过火孔,支烟道至主烟道排出。
2.双火室双面双排还原罐该炉型也是矩形倒焰窑,装有10支还原罐,在长度方向分两端各装5支上、下排列。炉型设置了四个对称分布在两侧面的燃烧室(每面两个),燃烧室内有倾斜15°的梁式炉栅,火焰从窑两侧燃烧室翻过挡火墙,流向炉膛中心窑顶,然后火焰倒流向炉底吸火孔、支烟道再由一端的主烟道排入烟囱。该炉的优点是炉子结构简单,罐子排列较紧凑,炉膛空间利用率较高,其缺点在于炉子四面均为操作面,加煤烧火与还原出镁、扒渣、装料互有干扰,操作条件差,车间布置困难。该炉型也有炉膛空间扩大而布置14~22支罐的。
3.单火室双面双排罐还原炉该炉型是两端面双排布罐,单火室烧火的还原炉。在两个端面各分上、下排装6支罐,共布罐12支,在一个侧面设多个燃烧室,这样燃煤操作比较方便,空间利用率也较高,但还原罐数量有限,产量小。
4.国内应用最为广泛的单火室单面双排罐还原炉该炉型也属于外加热火焰反射炉(俗称倒焰炉)。炉内还原罐上下错开上牌布置,空间利用率较高;炉长方向没有限制,故可以布置较多的还原罐,一般有30~40支;还原罐单面开口,与真空机组的连接较方便;燃烧室设置在炉膛后面,由挡火墙隔开,火焰从燃烧室通过挡火墙反射至炉顶,受烟囱抽力火焰向下,使还原罐受热,再经炉底过火孔、支烟道至主烟道排出。相对于上述其他炉型,该炉型产量大、空间利用率较高、能源消耗较低、经济性好,因此在国内得到了广泛的应用。
金属镁的知识
2018-12-12 09:37:20
一、金属镁的用途：金属镁重量轻，在材料领域里是坚硬的，比如飞机、各种运输机械、各种机械装备的构造材料，在许多配件及钛冶炼的还原剂和制作轴中也应用，又如飞机液体、发动机、仪器、计算器、运输车、工具、放射机械配件、照相机、乐器、打字机和印刷机等都用。二、 金属镁的加工方法：
金属镁的基本原料是（苦灰石）中国叫（白云石），在中国的抚顺市绣安县就生产这种原料。
高纯金属镁真空冶炼炉
2019-01-04 13:39:36
一种用于能精炼高纯金属镁的真空冶炼炉，它包括：真空泵、阀门、波纹管、连接管道、变压器、电源控制柜和新设计的套筒容器真空冶炼炉装置组成，使被粗炼的金属粗镁，放在真空冶炼容器炉内，抽真空和直接加热，并控制温度冶炼，得到高纯结晶金属镁或粉末镁，达到含量为99.99％，亦可大批量生产，同时，对不稳定金属镁冶炼生产进行安全监控和保护措施，防止事故发生，设备使用安全、可靠、实用。
金属镁还原炉———传统还原炉
2019-01-07 07:51:16
金属镁还原炉是镁生产的核心设备,国内外普遍采用的是外加热卧式还原罐还原炉。目前,国内应用的金属镁还原炉的炉型较多,根据所用燃料的不同,大体上可分为两类:用煤气或重油加热的还原炉与以煤为燃料的还原炉。
用煤气或者重油为燃料的还原炉用煤气或者重油作为燃料的还原炉,通常是16个横罐的还原炉,其规格为10.54×3.59×2.94(m)。这种还原炉为矩形炉膛,还原罐间中心距约为600mm,罐呈单面单排排列,炉子背面一般分布有多支低压烧嘴。火焰从燃烧室进入炉膛空间,绕过还原罐周边,靠烟囱抽力将燃烧后的烟气抽入炉底部支烟道,经烟道与烟道闸门后进入烟囱。二次风由二次风管再通过炉底第二层二次风道送入炉内。
还原炉底部两个还原罐中间设有燃烧室或烟室。还原炉既是一个倒焰炉又是一个贮热炉。炉膛内一般装有16支镍铬合金钢制的还原罐。16个还原罐分成四组,即4个还原罐组成一组,与一个真空机组相连接(真空机组由滑阀泵和罗茨泵组成),每台还原炉还设有一个备用真空机组,因此一台还原炉一般有5个真空机组,每台还原炉设有一个水环泵作为预抽泵。
以煤为燃料的还原炉在我国,金属镁还原炉以燃煤为主,随着镁冶炼工艺的不断发展与进步,出现过多种燃煤还原炉,典型的有下面几种。
1.单火室单面单排罐还原炉该炉型与燃煤气、重油还原炉炉型相似,单面单排布置还原罐。燃烧室设置在后面,炉内装有14~16支还原罐,在两支还原罐中间设置一过火孔。该炉型由于只有单排罐,又是单面布置,故操作十分方便,车间布置便于机械化,但其产量和热效率都低。该炉型属于矩形倒焰窑,火焰从燃烧室通过挡火板反射至炉顶,受烟囱抽力火焰向下,使还原罐受热,再经过火孔,支烟道至主烟道排出。
2.双火室双面双排还原罐该炉型也是矩形倒焰窑,装有10支还原罐,在长度方向分两端各装5支上、下排列。炉型设置了四个对称分布在两侧面的燃烧室(每面两个),燃烧室内有倾斜15°的梁式炉栅,火焰从窑两侧燃烧室翻过挡火墙,流向炉膛中心窑顶,然后火焰倒流向炉底吸火孔、支烟道再由一端的主烟道排入烟囱。该炉的优点是炉子结构简单,罐子排列较紧凑,炉膛空间利用率较高,其缺点在于炉子四面均为操作面,加煤烧火与还原出镁、扒渣、装料互有干扰,操作条件差,车间布置困难。该炉型也有炉膛空间扩大而布置14~22支罐的。
3.单火室双面双排罐还原炉该炉型是两端面双排布罐,单火室烧火的还原炉。在两个端面各分上、下排装6支罐,共布罐12支,在一个侧面设多个燃烧室,这样燃煤操作比较方便,空间利用率也较高,但还原罐数量有限,产量小。
4.国内应用最为广泛的单火室单面双排罐还原炉该炉型也属于外加热火焰反射炉(俗称倒焰炉)。炉内还原罐上下错开上牌布置,空间利用率较高;炉长方向没有限制,故可以布置较多的还原罐,一般有30~40支;还原罐单面开口,与真空机组的连接较方便;燃烧室设置在炉膛后面,由挡火墙隔开,火焰从燃烧室通过挡火墙反射至炉顶,受烟囱抽力火焰向下,使还原罐受热,再经炉底过火孔、支烟道至主烟道排出。相对于上述其他炉型,该炉型产量大、空间利用率较高、能源消耗较低、经济性好,因此在国内得到了广泛的应用。
从红土镍矿中提取金属镁
2019-01-18 11:39:38
金属镁是近几十年才发展起来的新型轻质耐腐蚀金属材料，镁在许多领域都获得了广泛应用，成为重要的资源。我国云南元江红土镍矿含镁高，储量丰富，其MgO含量为28%，而镍平均含量0.83%，但在近年来的研究开发中，仅专注于金属镍的回收，而对矿中经济价值约为金属镍价值2倍的金属镁，却在火法冶炼中，常被配入的CaO造渣降熔点而除去。这样，不仅浪费了资源，也给环境带来较大负担。如何实现从这种红土镍矿中提取出金属镁，显然具有节能环保的重要意义。为此，云南锡业有限公司研究设计院，在分析了红土镍矿的原料成分的基础上，开展了用碳热还原法从红土镍矿中提取金属镁的热力学研究，取得了一些值得注意的成果。
经分析，云南元江红土镍矿成分如下(wt%)：Ni：0.8～1.0，Co：0.04～0.08;Fe：12，MgO：28，SiO2：35，CaO：
研究表明，碳热还原提取金属镁过程主要由Mg2SiO4、Fe2O3、MgSiO3、MgFe2O4及少量NiO等参与反应。热力学分析表明，常压下Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiO 气体的温度均在2173K以上，而Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiC 的温度却在2073K 左右，因此，镁硅氧化合物碳热还原过程提取金属镁优先于生成SiC的反应。在真空压力为10Pa 的条件下，各反应初始温度均显著降低。Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiO 气体的温度均在1423K以上，而Mg2SiO4与MgSiO3碳热还原生成金属镁蒸汽与SiC 的温度却在1323K 左右。
澳科学家开发出金属镁冶炼新技术
2019-03-07 10:03:00
澳大利亚联邦科学与工业研讨安排日前宣告，该安排开宣布一种新的金属镁冶炼技能，可使金属镁的制备进程节约多达80%的动力，并削减多达60%的排放，有望使金属镁制作业重现生机。
镁是一种具有重要使用价值的轻金属，是航空工业的重要材料，可用于制作飞机机身、发动机零件等，但由于冶炼本钱较高约束了使用规模。
澳联邦科工安排宣布公报说，这项新的冶炼技能被称作“镁音速”，它经过碳对镁矿的热复原反响以及被称作“超音速喷嘴”的设备高效出产高质量的金属镁。“超音速喷嘴”是一个相似火箭发动机喷嘴的设备，可使热复原产品镁蒸汽和以4倍于音速的毫秒级速度经过其间，令镁蒸汽瞬间凝聚、固化成为镁金属。
该安排专家马克·库克西博士说，传统制备金属镁的办法本钱较高，并且是劳动密集型工业，约束了对金属镁的使用。而“镁音速”技能供给了一种在经济上可行的办法，战胜传统制备办法的种种问题，使金属镁成为一种更廉价、更易取得的制作业原材料。
作为澳大利亚最大的国家级科研安排，澳联邦科工安排方案与厂商协作进一步完善这项技能，使其投入商用，有望为澳大利亚甚至全球金属镁制作职业带来性改变。
高效节能与深度环保金属镁冶金生产技术
2019-01-31 11:05:59
镁作为一种有色金属，它具有低密度，高比强度，杰出的阻尼减振性、导热性、可切削加工性、电磁屏蔽性和可循环使用环境友好性等优秀功能，被称为世纪的“绿色”工程材料，成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料。因此，镁及镁合金在航空航天、交通运输、3C 产品、冶金工业、电化学工业等范畴有重要的使用价值和宽广的使用远景，尤其是结构轻量化和环保需求，愈加影响了镁冶金工业的开展。
2008年，国际年产镁约70 万吨，我国产值占国际总产值的80%，是国际第一大的镁产值国，一起也占有着全球镁出口的60%。现在镁冶金比较于钢铁职业的年产约5亿吨，甚至于铝的年产1000万吨，年产70万吨的镁冶金职业仍是间歇式小规模开展工业。
现在，镁冶金职业首要的炼镁办法有电解法和皮江硅热法，国外遍及选用电解法，可是电解法炼镁本钱很高。皮江硅热法因为炼镁技能简略，出资本钱低，归于劳动密集型出产方法，而我国劳动力丰厚且报价低廉，一起环保标准较为宽松，因此，我国镁冶金以皮江硅热法为主。尽管我国是国际上最大的镁出产国，可是我国镁冶金技能仍适当落后，能耗较大，环境污染较为严峻。现在硅热法炼镁，每取得1t原镁需耗费大约10t优质煤，10t白云石，1t以上的硅铁以及萤石等其他辅料，全体动力使用率约为5%～8%，具有很大的节能减排潜力。进入新世纪之后，本钱压力和环境压力迫使镁冶金职业不断进步科技含量，促进工艺前进，下降本钱，削减污染，为此，国家接连拟定镁冶金工业“十五”科技攻关方案和“十一五”科技支撑方案，活跃促进镁冶金技能前进与技能开发。
针对皮江法炼镁的工艺原理，北京沃克公司研发了一套高效节能与深度环保的镁冶金技能，大大下降了炼镁能耗，进步工艺环境友好性，引进循环工业，循环使用镁冶金工业的各种产品。
镁冶金技能首要由白云石煅烧、真空复原和粗镁精粹三部分组成。其间，煅烧首要是将白云石（CaCO3，MgCO3）在1150℃～1250℃直接分解成煅白(CaO·MgO)，并释放出碳酸盐中的CO2。
北京沃克动力有限公司开发的白云石U型直接蓄热式煅烧窑，选用并流焚烧逆流蓄热方法的U 型窑体，周期性换向进行焚烧与蓄热。燃料经由笔直伸入预热区底部的多根焚烧喷通入，并均匀分布在窑筒的横截面，确保煅烧均匀。窑体冷却段下部通入空气对烧好的煅白快速冷却，焚烧烟气与通过预热的冷却空气混合通过烟气衔接通道由焚烧窑进入非焚烧窑进行矿石预热。U型窑选用快烧快冷的加热工艺，煅烧均匀，确保煅白活性能够到达32%～35%，一起下降煅白酌减量到0.2%，低于复原工序对煅白酌减量0.5%的要求，煅白质量高于其它煅烧设备的煅白质量。煅白活性进步，酌减下降60%，大幅度进步了复原粗镁的质量，一起进步粗镁的收得率。U型直接蓄热式煅烧窑是逆流蓄热，充分使用烟气与冷却空气预热后的高温余热，因此下降了煅烧能耗，到达142kg煤/吨煅白，跟带预热器的新式回转窑煅白能耗230kg标煤/吨比较，能耗下降40%以上，子热效率到达85%以上。一起，该窑设备简略，运转可靠性高，单位占地面积小，全体出资额低，单位出资产能大，经济功能好。
白云石通过煅烧，制球机制球，送入复原炉，在1200℃～1250℃温度下，真空复原得到粗镁。现有复原炉因为出产方法落后，导致排烟温度较高，燃料耗费量较大，出产一吨粗镁需求6.5～7吨标煤；焚烧方法与炉型规划不合理导致炉内温度不均匀，压力不安稳，复原罐部分高温，寿数较短；一起，出产一吨粗镁排放18吨CO2，环境污染严峻。蓄热式金属镁复原炉选用先进的高温空气蓄热焚烧技能，周期换向焚烧，确保炉内温度均匀、压力安稳，改进炉内气氛。一起规划炉内三维支撑，确保炉窑强度。该复原炉在山西、河南等地投入使用，单罐产能进步10%，一起，能耗下降到2.3吨标煤/吨镁，下降60%以上，CO2排放量下降50%以上，吨镁排放8吨CO2，到达国内先进水平。
复原炉粗镁通过精粹炉精粹，得到制品镁，也就是精镁。现在，精粹炉的首要问题是排烟温度高，没有充分使用烟气余热，能耗较大。精粹炉的排烟温度在900℃左右，现有的精粹炉都将烟气直接排放，北京沃克动力公司与北京科技大学热能系协作，共同开发了接连高温空气焚烧技能收回烟气余热，预热空气温度为700℃，将烟气排放温度下降到200℃以下，充分使用烟气余热。精粹炉能耗下降了70kg标煤/吨镁，下降60%以上。
选用该套技能出产1万吨精镁，预计年可节省燃料5万吨，削减CO2排放14万吨，削减SO2排放0.1万吨。
铁水预处理用钝化金属镁颗料的生产与应用
2019-02-25 13:30:49
1 导言现在国内各大钢铁厂商铁水预处理脱硫站大都选用混选用混合喷吹(简称混吹)或复合喷吹(简称复吹)的办法进行铁水预处理脱硫。脱硫剂基本上以钝化金属镁和石灰质物质为质料，根据金属镁的热力学数据和铁水预处理状态下的喷吹动力学条件得知，金属镁颗粒是抱负的脱硫的脱硫剂。可是因为金属镁熔点低(649℃)，沸点亦低(1088℃)，故极易燃易爆，喷吹时金属镁颗粒若不进行钝化处理则不能正常发挥镁脱硫的功用，并且还存在着安全隐患。为充分发挥金属镁脱硫作用，进步镁的运用率、收得率、下降镁运用单耗、削减喷溅、堵、粘渣等晦气要素，保证喷吹脱硫工艺出产顺行，所以注重钝化金属颗粒的钝化质量成为冶金作业者一项重要课题之一。首要研讨钝化原理、钝化剂的挑选和钝化办法施行，以习惯铁水预处理喷吹脱硫不同工艺参数的要求。2金属镁颗粒钝化金属镁颗粒的制作办法分两类，其一将镁锭熔化，选用喷雾造粒办法构成规矩圆形或椭圆形不同粒径颗粒;其二将铸锭机械加工铇成片屑，再经风选适宜粒径组成金属镁颗粒，不符合要求的粉末再收回运用。现在，常用金属镁粒径1.6-0.5mm，钝化技能就是将这适宜喷吹的金属镁颗粒表面钝化，以备喷吹运用。
2.1 镁的化学性质镁的化学性质很生动。其固体在常温、枯燥的空气中是比较安稳的，不易焚烧。但在熔融状态下则极易焚烧。2Mg+O2=2MgO (1)300℃时，镁与空气中N2开端作用3Mg+N2=Mg3N2 (2)镁表面呈棕黄色。当温度达600℃时，反响敏捷，若在有水的情况下，则发作Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3(3)在水蒸气加热进程中，可发作Mg+H2O(g)=MgO+H2(4)所以说镁不易与水触摸。镁能溶解天机酸中，例如：HCl、H2SO4、HNO3、H3PO但可耐HF、铬酸(Cr2O3)腐蚀。卤盐(或称盐精)MgCl2、MgCl2.6H2O对镁有浸蚀作用。硫化物、氮化物、碳酸氢钠溶液对镁也有浸蚀作用。镁在NaOH和Na2O3溶液中是安稳的，但有机酸能损坏镁的安稳性。镁还能复原一些氧化物(TiO2、VO2、LiO2)和氯化物(TiCl4、ErCl4)。镁与铁不能构成合金，在铁在镁中溶解度随温度的增高而增大。从镁的化学性质能够看出，镁化学性质适当生动，难以构成自钝化的氧化膜。一般精粹后的镁锭均需防氧化处理—钝化。钝化是选用铬酸盐钝化，将铬酸、铬酸盐或垂为主成份的处理液浸泡镁锭，使镁金属表面构成三价铬和六价铬及金属镁自身的化合物薄膜，这层膜有按捺镁金属腐蚀的钝化防护作用。金属镁是一种耐腐蚀功用最差的金属之一，因其化学活性高，是一种热力学上很不安稳的贱金属。但值得指出的是含金属杂质量极低的镁锭，镁锭表面并不需求防护。2.2金属镁颗粒的钝化办法 2.2.1化学钝化现在，金属颗粒镁钝化办法大多运用去除粗镁中非金属杂质的原理，将部分氧化物CaO或MgO与卤盐能构成安稳或不安稳合作物的道理，对金属镁颗粒表面进行保护性处理。MgO+MgCl2MgO.MgCl2 (5) 5MgO+MgCl2 5MgO.MgCl2 (6) CaO+MgCl2 CaO.MgCl2(7)所以，常用MgCl2.6H2O(卤水即MCl2430g/L)溶钝化剂，将金属镁颗粒表面涂覆CaO或MgO粉剂后再兑入事前制造好钝化液，以求其生成CaO.MgCl2(或MgO.MgCl2)可是，这个办法疏忽了一个重要的现实，就是当钝化后的金属镁颗粒，经铁水预处理用喷喷入(250℃左右的铁液瞬时进程中，卤水中的H2O则会与Mg发作式(4)的反响，引起火光，直至铁水和溶渣的喷溅。国外曾有改动喷结构的办法，选用喷出口设有气化室的办法以削减喷溅的发作，虽有必定作用，可是易发作粘墙口及气化室结渣瘤的辟病。为了出产顺行，有必要守时对喷气化室进行深重的整理作业，不然影响正常出产。这种钝化办法情况下还有或许发作MgCl2+H2O=MgOOHCl+HCl (8) MgOHCl=MgO+HCl (9) 反响.所以在钝化镁颗粒进程中和喷吹进程中有很浓的HCl气体滋味，对操作者身体和环境造成了损害。除此而外，化学办法钝化进程中因为添加CaO或MgO粉，在水溶液的情况下，也会发作反响式 CaO+H2O=Ca(OH)2(10)和MgO+H2O=Mg(OH)2 (11) 这种办法本钱相对低价，所以国内市场直销的钝化金属镁颗粒大多选用此种办法。2.2.2物理钝化物理钝化是将金属镁颗粒置于CaO粉末中利高速旋转涂覆并随同加热参加添加剂的办法，使其表层包裹呈一层保护膜的办法。这种办法不发作化学反响，仅仅是涂覆，那么重要是一种添加剂的挑选，该种添加剂有必要具有：有必定粘度，易于将CaO粉剂与金属镁颗粒粘附上;其密度应在18/cm3左右;蒸发分≤0.5%且不与金属镁颗粒发作化学反响。在涂附进程中还应参加固强剂以保证喷吹颗粒镁的流动性。该物质对喷吹镁颗粒发作渣稠有稀释功用。现在国内仅有少量供应商选用此种办法钝化。
3 钝化金属镁物理性方针Mmg H2O S 粒度 ≥92% ≤0.5% ≤0.002% 0.5-1.6mm 天然堆角 堆比重 阻燃时刻≤300≥900Kg/cn3 ≥10S 涂层厚度≤8% 燃点≥580℃
4影响铁水预处理脱硫作用要素分析铁水喷吹镁颗粒脱碌冶金作用影响要素，详细数据因各厂工艺参数、喷吹办法、喷吹设备、喷结构的不同有所差异。可是影响要素的方面应当是有共性的，下面仅就其公性做一扼要分析供铁水预处理脱硫操作者参阅。4.1钝化金属镁质量脱硫粉剂质量的好坏直接影响脱硫作用。钝化金属镁的质量要求首要是金属镁的含量，一般Mg≥92%则是以保证喷吹脱硫的需求，应当提出的是不是钝化金属镁脱硫剂镁含量愈高脱硫作用愈佳，因为有镁的运用率的问题，镁含量高，因为喷吹参数挑选不合理，也有或许镁耗添加了，反而不能到达方针值。但钝化金属镁的颗粒度规模值应适喷结构而加以挑选，保证其适宜的流动性;钝化层厚度及阻燃时刻也随喷吹工艺参数的差异而别，一般阻燃时刻短，镁颗粒烧损大，易喷溅;过长晦气镁在铁液中反响顺行。总归，对钝化金属镁粒经挑选与阻燃时刻长短均需习惯喷结构，不能混为一谈。4.2铁水温度铁水温度不宜过高，也不宜过低，一般在1250-1350℃为适宜规模。4.3钝化金属镁喷吹量出产实践发现，当铁水中硫含量低时，镁在铁水中溶解丢失急剧添加，铁水含硫为0.05%时，溶于铁水中镁耗量只占脱硫镁耗量的5%而含硫0.005%时，熔损耗镁是脱硫耗镁的5-10倍。故应根据铁水中原始硫含量，及时调整金属镁的喷吹量。国内数据显现，镁单耗为0.5kg/t铁左右。4.4喷吹时刻、喷吹速度及喷吹压力喷吹时刻长，一般会添加镁耗量，且易发作堵、粘渣现象过短则镁量缺乏难以到达脱硫方针。一般5-7min。喷吹速度一般≤25kg/min;喷吹压力一般≤500kPa但随着各脱硫站配备及喷结构不同，应做调整。以完成终究脱硫方针值为准。此外，喷结构、喷进铁水中深度等也是影响脱硫作用的重要要素之一。(东北大学 芮树森)
科学家发现干冰燃烧金属镁可大量生产多层石墨烯
2019-01-18 09:30:31
石墨烯是一种二维碳材料，是最薄的材料之一，具有独特的电子和机械性能，美国科学家发现了一种可大规模生产石墨烯的简单方法，通过在干冰中燃烧纯金属镁的方式就能够直接将二氧化碳转化成多层石墨烯。
据悉，石墨烯具有很广泛的市场应用前景，或可成为最有可能取代硅的电子材料。石墨烯的制作方法有很多种，但很多方法都需要利用具有危险性的化学品，而且技术也比较繁琐。科学家称，现在用干冰燃烧金属镁的方式来制造石墨烯，方法简单、环保而且成本低廉，这种合成技术可以大量多层的生产石墨烯。
研究人员称，在实验之初是为了使用这种方法来生产单壁碳纳米管，但却无意中分离出了多层石墨烯，在之前的实验中，就已经发现在二氧化碳中燃烧金属镁可以产生碳，但当时并没有证实这种碳主要是由多层石墨烯构成的。
镁
2019-02-15 14:21:10
镁是元素周期表第三周期ⅡA族元素。元素符号Mg，原子序数12，原子量24.305。镁原子中电子排列为ls22s22p63s2，成为离子时一般呈+2价，即Mg2+。 镁是银白色金属，有很好的导热性和导电性。镁比较轻，密度约为铝的2/3、铁的115，归于轻金属。镁的首要物理性质列于表1中。表1 镁的物理性质物理性质数值物理性质数值原子半径/nm0.162熔点/K924Mg2+离子半径/nm0.074沸点（101kPa下）/K1380标准电位/V-2.38热导率（293K）/（J/（cm·s·K）]1.57电化当量/[g/（A·h）]0.453电阻率（293K时）/（Ω·cm）4.47×10-4密度（293K时）/（g/cm3）1.74结晶缩短率（924~293K）/%3.97~4.2（973K时、液态）/（g/cm3）1.54线膨胀系数（273~474K）/（1-K）27.5×10-6比热容（298K）/[J/（g·K）]1.04
镁有杰出的机械性质，可以铸造、轧制和机械加工，可以铸造出薄壁零部件、且铸件表面平坦润滑，适于高速切削，易于精整加工，焊接功能杰出，可以制造多种机械零部件，是最轻的结构材料。镁的机械性质列于表2中。镁可以与A1、Cu、Zn、Mn、Zr、Th、Li等金属构成合金，构成镁基合金。镁基合金比铝基合金轻。镁基合金机械性质比纯镁优秀。[next]表2 镁的机械性质机械性质数值机械性质数值布氏硬度（铸造的）HB300切变模数/MPa18200（变形的）HB360法向弹性模数/MPa45000屈服点（铸造的）/MPa30相对延伸率/%8（变型的）/MPa90相对缩短率/%9极限强度（铸造的）/MPa80~120 （变型的）/MPa200
镁在常温下能与空气中氧反响，生成细密的氧化镁薄膜。这层氧化膜阻挠氧化继续进行。因而，镁在空气中是安稳的。镁粉和镁屑能在空气中焚烧，宣布耀眼白光，因而是制造焰火的质料。300℃以上温度时，镁能与氮反响，生成Mg2N2，670℃以上温度时该反响剧烈。500℃以上温度时，镁能与硫反响，生成MgS。在介质中加热时，镁与剧烈反响，生成Cl2。常温下，镁能与水反响，生成Mg(OH）2和H2,因为表面生成了一层难溶的Mg(OH)2，阻止和减缓了反响的进行。镁易与酸反响，生成盐和H2，与、磷酸和铬酸反响速度很缓慢，与、硝酸和硫酸反响很激烈。镁能将TiCl4复原为金属钛。用镁复原TiCl4是工业出产金属钛的首要办法。镁的氧化物（MgO），熔点高达2802℃，可作耐火材料。作耐火材料的氧化镁称为镁砂。轻质氧化镁常用作橡胶的填充料。MgO易吸收水分和CO2,可作干燥剂和宇宙飞船中CO2吸收剂。常温下，MgO溶解于水，生成Mg(OH)2。MgO易溶于酸；溶于生成MgCl2。MgO的工业出产，由煅烧Mg(OH)2或MgCO3制取。镁的碳酸盐、磷酸盐和氟化物难溶于水，易溶于等强酸中；硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氯酸盐、高氯酸盐和乙酸盐易溶于水和酸。其间最重要的盐是氯化镁和碳酸镁。氯化镁是电解法炼镁的质料。MgCl2无色，极易溶解于水，溶解度随温度升高而增大，20℃饱和溶液含MgCl2 35.5%。因为MgCl2易溶于水，自然界中没有独自的氯化镁矿，氯化镁存在于盐湖和海，水中，或许与结合在一起构成复盐钾光卤石（KC1·MgCl2·6H2O）存在于地下矿床中。碳酸镁构成的矿石是菱镁矿。菱镁矿在高温下煅烧，就得到了氧化镁。菱镁矿在高温下加碳氯化，可获得氯化镁。白云石是碳酸镁与碳酸钙的复盐(CaCO3·MgCO3）。白云石是热复原法炼镁的质料。[next] 镁首要运用于铝合金、镁合金压铸件、钢铁脱硫和球墨铸铁。 镁是铝合金的重要组分。能进步铝的热强度、增强可焊性、抗腐蚀性和改进机械功能。铝合金型材、板材和铸件用处很广。轿车制造、航空航天、电力、建筑业（铝门窗）和食品包装（易拉罐）等各职业都运用铝合金。许多铝合金含有镁，含镁量一般为0.5％-5%，单个的高达10%。因而，50％的镁用于铝合金，铝合金是镁的最大用户。 钢铁用镁作脱硫剂，钢的含硫量可到达0.003%-0.001％。可大大改进钢的可铸性、延展性、焊接性和耐性。与其他脱硫剂比较，用镁脱硫的时间短、铁水温度降小，铁丢失少，废渣排量也少。1t钢脱硫耗镁0.5-1.0 kg。20世纪80年代，北美和欧洲各国纷繁改用镁作钢铁脱硫剂。美国钢铁脱硫悉数选用镁。钢铁脱硫成为镁的首要用户之一。钢铁脱硫用镁量已占镁消费总量14%左右。独联体、日本和我国钢厂也开端用镁作钢铁脱硫剂。 生铁中加人镁，可使铁中鳞片状石墨体球状化。这种生铁叫球墨铸铁，球墨铸铁比普通铸动性好，机械强度添加1-3倍。因为球墨铸铁功能优秀，得到广泛运用，球墨铸铁用镁量约占镁消费总量5%。 镁合金压铸件是镁作结构材料运用的首要方式。镁合金压铸件具有强度质量比大，比铝合金轻、减震性好、铸件精度高和可以铸成薄壁件等特色。镁合金压铸件运用越来越广泛。20世纪90年代，镁合金压铸件在轿车制造业的运用开展很快。节能和环境保护对人类越来越重要，一些国家规定了轿车耗3.79dm3汽油行进的路程和尾气排放量。为此，有必要减轻车身自重来下降油耗。国际各大轿车制造公司开端用镁合金压铸件作为轿车部件，用镁压铸件制造方向盘、座架、气缸盖和轮毅等。因为轿车运用镁合金压铸件，使镁合金压铸件成为镁消费第二大户，占镁消费总量的25％。 此外，镁还可作为防腐用的献身阳极。大型钢槽罐和地下钢管焊上镁或镁合金块，可使钢槽罐和地下钢管腐蚀推迟、寿数延伸。镁是出产钛、锆和铪等金属的复原剂。现在，国际上金属钛都是用镁复原TiCl4出产的。钛厂内设有电解镁车间，电解出的镁加人复原炉复原TiC14，产出钛和MgCl2，MgCl2回来电解镁车间加人电解槽，如此循环。镁还可用来制造焰火和人工光源。近年来，镁在通讯、电子外表和计算机等职业中也开端广泛运用。 镁是地壳中含量较多的元素之一，按量排序为第八位，占地壳质量2.1％。镁在地壳中散布较广，地壳含有1500多种矿藏，含镁矿藏约占200种。自然界中，镁呈碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、卤化物和氢氧化物方式存在。常见的散布比较会集的矿藏，碳酸盐类有菱镁矿(MgCO3）和白云石（MgCO3·CaCO3）：硅酸盐类有橄榄中（MgFe2SiO4）、滑石（3MgO·4SiO2·2H2O）和蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O）；硫酸盐类有硫镁矾（MgSO4·H2O）、泻利盐(MgSO4·7H2O）和钾镁矾（MgSO4·KCl·6H2O) ;卤化物有氯化镁(MgCl2) ,化镁(MgBr2）和光卤石（KCl·MgCl2·6H2O)，氯化镁和化镁存在于盐湖水和海水中。[next] 现在国际上工业出产镁运用的质料为菱镁矿、白云石、光卤石、盐湖水和海水。 菱镁矿是碳酸盐矿藏，化学式为MgCO3，理论上含MgO 47.82％、CO2 52.18％。菱镁矿常含有CaCO3、MgCO3和SiO2等杂质，色彩多为白色和淡黄色。我国、俄罗斯、朝鲜、美国、加拿大、澳大利亚、巴西、南斯拉夫、斯洛伐克、奥地利和希腊等国家有菱镁矿。国际上储量最大、质量最好的菱镁矿是我国辽宁大石桥镁矿。国际上挖掘出的菱镁矿，绝大部分用于出产耐火材料，用于出产镁的只占很小部分。用于炼镁的菱镁矿纯度要求较高。用菱镁矿作质料炼镁选用的是电解法，需将菱镁矿中碳酸镁改变成电解质料氯化镁。改变的办法，在高温下将菱镁矿与反响制取无水氯化镁，或将菱镁矿溶解于制取氯化镁，经脱水得到无水氯化镁。 白云石是碳酸镁与碳酸钙复盐，化学式为CaCO3·MgCO3，理论上含MgO 21.8 %、CaO30.4%、CO2 47.68。理论上CaO与MgO质量比为1.39,但大多数白云石中CaO与MgO质量比为1.4-1.70白云石含有A12O3, Fe2O3和SiO2等杂质，色彩多为白色和灰色。白云石在地壳中散布很广，简直好像石灰石相同广泛，简直各国都有。许多国家有大型优质白云石矿，如我国、俄罗斯、美国、加拿大、法国、英国、德国、奥地利、意大利和巴西等。我国简直各省都有白云石矿，闻名的大型优质白云石矿有南京白云石矿等。国际上挖掘出的白云石矿，大部分用作耐火材料和炼铁熔剂，炼镁用的白云石占小部分。炼镁用的白云石纯度要求较高。白云石，既可作为热复原法炼镁质料，也可作为电解法炼镁质料。电解法炼镁，需将白云石中MgO改变为电解质料MgC12。 光卤石是氯化镁与的复盐，化学式为KCl·MgCl2·6H2O,理论上含MgCl234.5％、KCl 26.7%、H2O 38.896。天然光卤石含有NaCl、NaBr、MgSO4、FeSO4等杂质。纯的光卤石呈无色通明，因为含有杂质，一般有粉红色、淡黄色。光卤石散布比较会集，只要几个国家有光卤石矿。俄罗斯、德国、西班牙、美国、刚果（布拉柴维尔）等国家有光卤石矿。俄罗斯的索列卡姆矿是国际闻名的大型优质光卤石矿。我国没有发现光卤石矿。 盐湖和海水都含有MgCl2，通过富集、去除杂质，就成为炼镁质料。海水中含有80多种元素，含量最高的金属元素是钠，其次是镁。1m3海水含MgCl2 3.8 kg,地球上海水中MgCl2总量约7.9×1015t，因而海水是最大镁资源。我国海岸线18000km左右，海水资源是非常丰富的。盐湖水含MgCl2 3%-11％。盐湖在地球上不多。美国犹他州大盐湖面积2890km2，罗莱（Rowley）镁厂以大盐湖湖水为质料炼镁。中东区域死海长75km,宽15km,深390m,湖水含MgCl2 10.1％。以色列死海镁厂以死海湖水为质料炼镁。俄罗斯有几个盐湖，其间最大的是紧靠里海的卡拉波加兹湖，面积18000km2。我国青海柴达木盆地有几十个盐湖，MgCl2总储量36.5亿吨；其间最大的察尔汉盐湖面积5800km2，MgCl2储量16.2亿吨。[next] 金属镁于1808年由英国H.戴维初次从氧化镁中分离出来。1830年英国M.法拉第电解熔融氯化镁制得镁。1886年德国电解熔融氯化镁开端工业出产金属镁。后来，又开发了热复原法炼镁。这样构成了工业出产金属镁的两大类办法—熔盐电解法和热复原法。熔盐电解法是将含氯化镁质料提纯成无水氯化镁或将含镁质料转化成无水氯化镁，在熔融状态下电解出金属镁。电解法按质料和制取无水氯化镁的办法区分有卤水脱水电解炼镁，简称卤水炼镁；光卤石脱水电解炼镁，简称光卤石炼镁；氧化镁氯化电解炼镁，其间又分为氧化镁成球氯化电解炼镁和菱镁矿氯化电解炼镁。热复原法炼镁是在高温下用复原剂复原煅白（白云石锻烧后的产品CaO·MgO）制取金属镁。现在工业出产选用的复原剂是硅铁，又简称硅热法。硅热法按复原炉区分有皮江法和半接连法。 电解法炼镁，能耗较低，出产成本较低，适合于大型镁厂，国际上大部分镁是由电解法出产的。但电解法炼镁出产工艺流程长，建厂出资较大，建厂区域有必要电力足够，有必要考虑Cl2的供应，出产过程中有Cl2和酸性废水排出，有必要妥善处理才干到达环保要求。热复原法炼镁，质料来历广泛，出产工艺流程短，气、液和固体燃料均可运用，出资少，建厂简单，没有有毒废物排出，环保条件比较好。但因为以硅铁作复原剂，总能耗（含硅铁的）较高。
