金过程强化论文论文题目：硅热法炼镁过程中的强化指导老师：XXXXXXXX班级：XXXXXXXX姓名：XXXXXXXX学号：XXXXXXXXX硅热法炼镁过程中的强化摘要：硅热法又称皮江法,是以白云石为HYPERLINK"http://alloy.yzw.cc/"\o"查看更多"\t"_blank"原料、硅(铁)为还原剂、萤石为矿化剂,将煅烧后的白云石粉碎至200目左右,制成球团,装入还原罐,在1200℃左右的高温和小于13.3Pa的真空下热还原制得结晶镁,经精炼后再铸成镁锭。20世纪80年代末期,皮江法在中国大陆得到了蓬勃发展,以连续40%的年平均增长速度,使中国成为世界生产金属镁的第一大国。2004年全球原镁产量为64.4万吨,而中国原镁产量为45.0万吨,占了全球产量的69.88%,而中国镁产量的98%是用皮江法所生产。关键词：白云石强化我国金属镁产量增大迅速。1990年只有0.59万吨；1999年镁产量达到12万吨，超过美国跃居第一；2000年镁产量约为20万ｔ,几乎占世界产量的40%；2006年镁产量达到61.3万吨，比1990年增长100倍。我国镁工业发展之所以如此之快,一是改革开放的政策,市场经济调动了地方、集体、个体兴办炼镁企业的积极性;二是由于热法炼镁工艺的改进,使其投资少、技术可行。目前我国炼镁方法几乎全部是热法炼镁。本文将从还原时间、温度、配硅比及制球压力等方面对镁产出条件的选择及优化进行研究。1、硅热法炼镁的基本原理1.1MgO还原的热力学原理为了将镁从氧化镁中还原出来，只有用对氧亲和力大于镁对氧亲和力的物质作为还原剂才行。通常，衡量氧化物亲和力大小的是氧化物的标准吉布斯自由能。图1-1中绘出了一系列氧化物标准吉布斯自由能与温度的关系曲线。从上面图可知：各种氧化物的△G值均随温度的变化而变化，但变化的方向与幅度各不相同，有些曲线的相互位置都发生了变化。从图还可推知，只有在温度超过2373℃以后，SiO2的稳定性才会高于MgO的，才能发生如下反应：2Mg+O2=2MgO(1)Si+O2=SiO2(2)2MgO+Si=SiO2+2Mg(3)计算表明：在温度低于2000K时，用Si还原MgO根本就不可能。2MgO·CaO还原的热力学原理从前面知道，用硅还原氧化镁时，如果常压则温度必须超过2373℃，这在实际中实现起来很难，并且在此高温下，SiO2与MgO会反应生成硅酸镁。但是，根据热力学，如果反应过程中存在CaO，则还原温度可降到1750℃，下页的图中列出了某些复杂氧化物的吉布斯自由能与温度的关系。从上图可知，当温度超过2060℃后，会发生如下反应：4MgO+Si=2Mg+2MgO·SiO2此反应是一个造渣反应，可以降低反应温度，然而也降低了MgO的有效利用率。当有CaO存在时，由于2CaO·SiO2比2MgO·SiO2更加稳定，所以可以发生：2(CaO·SiO2)+Si=2Mg+2CaO·SiO21.3MgO·CaO真空还原的热力学原理从前面知道，常压下还原MgO的温度超过2373℃，当有CaO存在时，还原温度可降至1750℃，这么高温度在工业上实现起来有相当难度。那么，如果将常压改为真空状态，会怎么样？下图是某些物质在不同真空度下吉布斯自由能与温度的变化关系。就反应：2MgO+Si=2Mg+SiO2而言，MgO、Si、SiO2均为固态，其活度为1，此时，吉布斯自由能的表达式为——△G=△G0+RTlnpMg当反应中PMg＜101.325pa时，RTlnpMg为负值，△G＜△G0这有利于将反应的温度降低。所以，硅热法炼镁，一般是在真空条件下进行。2、影响还原效率及硅利用率的因素2.1还原温度右图为p＝1716．2×105Pa，配硅比＝1．1时在不同的时间下，镁的还原效率与硅利用率随着温度变化而变化，图中虚线为镁的还原效率，实线为硅的利用率。此外还标注了时间为1-2h时镁的还原效率与硅的利用率的数值。上图表明：1）随着温度的升高，在同一还原时间内，还原效率和硅的利用率都有不同程度的提高。在低温区域内，镁的还原效率和硅的利用率与温度的关系近似为直线，曲线的斜度较大，也就是说，在低温区域内，同一时间内镁的还原效率与硅的利用率增加更为明显。2）当温度超过1150℃以后，还原效率与硅利用率增加较少，曲线趋于平缓。为了达到较高的镁的还原效率与硅的利用率，温度必须高于1150℃，但是，当温度超过1200℃以后，同一时间内的还原效率与硅的利用率增加也不多，由于还原罐的材质在高温下抗氧化的性能较小，故温度不能超过1200℃所以，硅热法炼镁过程，最合适的还原温度范围是1150-1180℃，在这一反应温度范围内，镁的还原效率实验值可