Легкие металлы, углеродные материалы | |
Название | Исследование силикотермического восстановления магния из доломитов Урала |
DOI | 10.17580/tsm.2015.11.07 |
Автор | Белоусов М. В., Селиванов Е. Н., Ракипов Д. Ф. |
Информация об авторе | Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия: М. В. Белоусов, доцент кафедры металлургии алюминия, эл. почта: MetAlMg@yandex.ru
Е. Н. Селиванов, директор института |
Реферат | Приведены результаты исследований восстановления магния ферросилицием (75 %) из обожженного доломита уральских месторождений (Бойцовского и Чернореченского). Анализ химического состава образцов доломитов показал, что они достаточно высокого качества, практически не загрязнены примесями щелочных и тяжелых металлов, но отличаются повышенным содержанием карбоната кальция, что предопределяет особенность их применения в производстве магния. Установлено, что структура образцов доломита отличается крупностью включений карбоната кальция. Образец I характеризуется включениями СаСО3 крупностью 10–20 мкм (7 %), а образец II — вкраплениями 20–30 мкм СаСО3 (12,5 %). В работе приведены результаты термодинамического моделирования многокомпонентной системы MgO – CaO – Si – Fe – Mg – Сa2SiO4 – Сa3SiO5, согласно которым при избытке оксида кальция в шихте (CaO/Si = 2,2–2,5) возможно восстановление магния из его оксида ферросилицием с образованием соединения Са3SiO5. Изучены особенности и параметры процесса восстановления магния, лабораторное моделирование которого проведено с использованием высокотемпературной установки, состоящей из электропечи, реторты из высоколегированной хромоникелевой стали, вакуум-насоса и вакуумметра. В ходе экспериментов в реторте поддерживали давление на уровне 0,1 кПа и температуру 1195 °С, в конденсаторе — температуру 475–500 °С. Шихту из обожженного доломита с ферросилицием (ФС 75) прессовали с усилием 1000 кг/см2 в брикеты цилиндрической формы (диаметр 20, высота 20–22 мм) весом 12,0–13,5 г. В ходе эксперимента были определены оптимальные параметры восстановления магния, при которых достигнут выход металлического магния 81,2 %. Установлено, что увеличение содержания оксида кальция в шихте до соотношения CaO:MgO:Si = 2,5:2:1 приводит к уменьшению выхода магния на 3 % и увеличению расхода шихты на 9,5 %. Выделенный в ходе переработки доломита магниевый конденсат имеет высокое качество (содержание магния 99,5 %), что позволяет рекомендовать его к использованию для производства сплавов без дополнительного рафинирования. Образующиеся ретортные остатки, содержащие, %: 57–60 СаО; 20–24 SiO2; 6,0–6,5 MgO; 3,8–4,0 Fe; 1,3–1,7 Al2O3, близки по составу к портландцементам и после отделения металлической составляющей могут быть использованы в качестве добавки в его производстве. |
Ключевые слова | Доломит, моделирование, силикотермия, магний, ферросилиций, ретортные остатки, восстановление |
Библиографический список | 1. Zuliani D. J. Developments in the Zuliani Process for Gossan Resources Magnesium Project // The collection of works 69th Annual World Magnesium Conference IMA. — San Francisco, California USA, 2012. P. 113–123. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |