【摘要】：目前我國絕大多數(shù)鎂生產(chǎn)企業(yè)采用硅鐵作為還原劑的熱還原法(皮江法)進行生產(chǎn)。該方法具有初期投入少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點,但是其熱效率低下、不能連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)環(huán)境差。由于我國鎂產(chǎn)量仍在不斷增加,市場需求飽和,近兩年來鎂價格不斷下跌,因此目前需要結(jié)合我國實際生產(chǎn)現(xiàn)狀改進該生產(chǎn)工藝,以求提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本,提高企業(yè)競爭力。在實地考察榆林市某企業(yè)的鎂生產(chǎn)線情況后,本課題在實驗室條件下進行了碳基添加劑對鎂生產(chǎn)工藝改進的探究。以正交試驗的實驗方法研究了不同參數(shù)的添加劑(成分、粒度、添加量和反應(yīng)時間)對于還原效率的影響,并進行了驗證實驗。提出了碳基添加劑提高反應(yīng)效率的動力學(xué)機制,并進一步通過實驗驗證了該動力學(xué)機制。根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出三種改進方案,并估算三種方案的實際生產(chǎn)成本并進行可行性分析,得出最優(yōu)生產(chǎn)方案。研究結(jié)果表明:碳基添加劑對于硅熱法還原鎂反應(yīng)的還原進程有促進作用。添加劑的添加量、添加劑的粒度以及真空系統(tǒng)啟動的時間對于還原率均有影響。石墨粉對于還原效率的提升作用高于蘭炭粉,說明以單質(zhì)碳形式存在的成分對于還原反應(yīng)還原效率的影響更高。碳可以在還原反應(yīng)開始前發(fā)生氧化反應(yīng)放熱,進而提高料球的導(dǎo)熱性,并且氧化過后使料球外層變得疏松,有利于反應(yīng)產(chǎn)物擴散;而單質(zhì)碳還可以參與還原反應(yīng),通過促進造渣反應(yīng)以及與反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),拉動反應(yīng)平衡,促進還原反應(yīng)進程。針對榆林市某企業(yè)的生產(chǎn)情況,最優(yōu)添加劑方案為:在生產(chǎn)中采用蘭炭粉作為添加劑原料,添加量8%,粒度小于200目;向罐內(nèi)裝填入反應(yīng)物料后30min再封閉罐體啟動真空系統(tǒng)。該方案經(jīng)估算可為企業(yè)節(jié)約鎂生產(chǎn)成本1401元/噸。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF822
【圖文】：

圖 2-1 某企業(yè)生產(chǎn)工藝流程igure 2-1 Production process of the magnesium company in Y白云石 硅鐵螢石煅燒爐破碎機混合器破碎機球磨機蒸餾罐 精煉爐 精鎂壓球機

圖 2-1 某企業(yè)生產(chǎn)工藝流程Figure 2-1 Production process of the magnesium company in Yulin圖 2-2 料球壓制示意圖Figure2-2 Schematic diagram of pressing pellets

爐體結(jié)構(gòu)示意圖

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本文編號：2797116