高硅白云石皮江法炼镁实验.pdf

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1、第31卷第6期有色矿冶Vo1．31．№62015年l2月N0N—FERR0USMINlNGANDMETALLURGYDecember2015文章编号：1007—967X(2015)06—3205高硅白云石皮江法炼镁实验李波，褚丙武(中国铝业股份有限公司郑州研究院，河南郑州450041)摘要：皮江法炼镁要求白云石中SiO应小于0．5。前人研究认为SiO：在高温时与MgO生成2MgO·SiO。，这是一种低熔点化合物，它会使白云石烧结，使煅烧后的白云石达不到炼镁的要求，在一定程度上降低收得率。本文研究了高硅(SiO为4．51)

2、白云石皮江法炼镁镁收率低的原因，提出并通过实验验证了高硅白云石采用皮江法炼镁，也可以达到高的镁收率。使高硅白云石采用皮江法炼镁成为可能。关键词：皮江法；高硅；镁收率；白云石；石灰石中图分类号：TF822文献标识码：A镁的要求，在一定程度上降低收得率；白云石灼减在U日IJ舌46．5～47．5l_1]。本实验采用高硅(SiO为目前，世界上80以上的金属镁是用皮江法生4．51)白云石，研究了高硅白云石皮江法炼镁时镁产的。所谓皮江法炼镁，就是由加拿大皮江(Pid—收率低的原因，提出并通过实验验证了高硅白云石geon)于1941年

3、发明的一种以煅烧后的白云石为原采用皮江法炼镁，也可以达到高的镁收率。使高硅料、以硅铁合金为还原剂，在真空条件下制取金属镁白云石采用皮江法炼镁成为可能。的方法，是一种硅热还原炼镁技术。我国的皮江法1分析检测炼镁技术起步于2O世纪70年代，经过几十年的发展，我国的皮江法炼镁技术得到了很大发展。本实验所用白云石化学成分分析如下：采用皮江法炼镁，白云石矿应满足以下要求：分析仪器为Magix(PW2403)型波长色散x一Kz()+Na()应小于O．05，为了避免出镁时因K、射线荧光光谱仪。Na燃烧引起粗镁烧损；为了避免炉料在还原过

4、程中分析方法：出现熔融状态，Fe()+Al。O。应小于0．5，为了灼烧减量测定：6B／T3286．8—20O4(石灰石、避免炉料在还原过程中生成低熔点的化合物，影响白云石化学分析方法灼烧减量的测定》；其它成分：镁的析出；Si()。应小于0．5，认为SiO在高温时GB／T21114—2007《耐火材料X一射线荧光光谱与MgO生成2MgO·SiO。，这是一种低熔点化合化学分析熔铸玻璃片法》。物，它会使白云石烧结，使煅烧后的白云石达不到炼白云石矿石化学成分分析结果如表1所示。表1矿石化学成分结果单位(w／w)60O00该矿石S

5、iO含量高，达到4．51；灼减低，为5O()(】044．69％。翘4oo00用X'PertPRO型X一射线衍射仪研究了该白籁3000020000云石的矿物组成。测试条件：Cu靶，电压45kV，电looo0压40mA；步进0．02。，每步扫描10S，超能探测器X02O30405O607OCelerator。20(Cu)测试结果见图1。图1矿石X一射线衍射分析曲线*收稿日期：2Ol5O715作者简介：李波(198O)，男，本科，高级工程师，材料物理性能测试研究及标准起草、镁冶炼等。34有色矿冶第31卷由图3可以看出，该矿石采

6、用传统的配料方法中提到的生成2MgO·SiO2[1]。进行还原实验，镁收率较低，还原60min，镁收率6O．39／6，继续延长还原时间，还原90min，镁收率70．0，不能满足工业生产的需要。这与蒋汉祥等理《研究的SiO。含量为2．23的白云石，镁收率75％左右结果一致[2]。说明高硅白云石采用传统的配料．^．^J进行皮江法炼镁是不合适的。20(Cu)硅利用率也较低，还原进行到90min时，只有图5还原实验(一)后块状渣的衍射圈54。还原实验后的镁渣在低温下仍然为块状，不会自然粉化，状态如图4。嚣喜70暖熏6020(Cu

7、)糌图6煅烧白云石直接还原后渣的衍射图匿5O为了验证煅烧白云石中SiO在还原实验中的6O759o反应时闯／rain反应行为，将该煅烧白云石不加硅铁、萤石，直接压图3镁收率、硅利用率随时间的变化曲线球，在1200±5℃，真空度低于5Pa的条件下进行实验，反应90min后，取出，通过X一射线衍射仪研究它的物相组成。衍射图见图6。从图6可以看出，主要的含硅矿物为2CaO·SiOz，含有少量3CaO·MgO·2SiO，也未发现2MgO·SiOz。根据式(2)，采用皮江法炼镁要求CaO与MgO的摩尔比为1：1，现在SiO。消耗了部

8、分CaO，导致煅烧白云石中CaO不足，所以在还原的过程中SiO就与CaO、MgO反应生成3CaO·MgO·2SiO。从而导致镁回收率低。图4还原实验(1)后的渣据此推断，往该煅烧白云石中添加一定量的对还原后的块状渣进行了物相分析，以研究镁CaO，可以提高镁回收率。并进行了还原实验。收率低及渣不会粉化的原因。衍射图见图