真空碳热复原煅白制取金属镁的冷凝实验分析_第1页
真空碳热复原煅白制取金属镁的冷凝实验分析_第2页
真空碳热复原煅白制取金属镁的冷凝实验分析_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

文档简介

真空碳热复原煅白制取金属镁的冷凝实验分析简要分析了真空碳热复原煅白制取金属镁过程中镁蒸气冷凝所遇到的主要问题，并通过理论计算和实验提出了解决方案。首先从实验结果的比照中发现，真空碳热复原煅白的冷凝产物会发生燃烧甚至爆炸主要是钠钾等碱金属的自燃所引起的。在对冷凝区的热量分布开展计算分析后，对相应设备开展了改造，结果说明，改造后的冷凝设备对金属镁的直收率有很大提升。最后，对现存的传统真空冷凝设备提出了多级冷凝的改造方案，实验结果说明冷凝产物形貌发生明显改善，晶粒尺寸加大、氧化率降低，钾钠蒸气与镁蒸气分级冷凝，到达安全生产的要求。

因碳热复原具有复原剂成本低、设备使用率高、对环境友好等优势，一直备受中外研究者的青睐。19世纪30年代F.Hausgirg开发了碳热复原制备金属Mg的工艺路线，并于Radentheim开展小型试验；PermanenteMetalsCorporation也曾用该法在Kalifornion建立了一个大型镁厂，但由于生产的镁粉具有可燃性，不久便已停产。之后Winand及其同事开展了真空碳热复原段白的小型和扩大试验，最终以镁粉造成真空管道堵塞而宣告失败；最近，澳大利亚CSIRO研究院在蒸气冷凝上有了突破性进展，他们采用拉法尔喷嘴喷射超音速气体来使镁蒸气急速冷却，在保证冷凝镁粉不发生爆炸的条件下开展了半工业化试验。

真空冶金国家工程实验室在真空碳热复原制备金属Mg的研究中也取得了一定成绩:李一夫和罗启分别对真空碳热复原菱镁矿和红土镍矿开展了研究；而李志华则解决了真空碳热复原过程中反应室的喷料问题；田阳对碳热复原过程中氟化钙的催化机开展了深入分析；郁青春则在其论文中阐述了提高复原率的方法。日前，作者正致力于真空碳热复原煅白的实验研究，但镁蒸气的冷凝效果却无法到达收集要求，不仅得到的镁晶粒尺寸过小，而且氧化率高，极易发生燃烧甚至爆炸，在增加金属灼损率的同时，也威胁生产安全。因此，镁蒸气冷凝是否可以有效控制就成为该法能否走向工业化生产的关键所在。

1、理论分析

1.1、冷凝区热量的输入

如图1所示，反应区(高温区A)的热量通过三个途径进入冷凝区(低温区B):

(1)反应区通过联接套管(冷凝管C)向冷凝区辐射的热量。辐射热在高温下是主要的传热方式，它可以在真空中传播，不需要任何物质媒介。

(2)过热镁蒸气进入冷凝区后冷凝成为固体镁所放出的热量。

(3)通过复原区坩埚表面向冷凝区辐射的热量。由于整个复原区坩埚密封且都被保温毡包裹，因此与前两种输入方式相比，这种方式可以忽略不计。

图1真空炉示意图

4、总结

(1)冷凝区内温差较大是造成碱金属蒸气与镁蒸气无法分开冷凝的主要原因。通过理论计算和分析，现有传统真空设备中辐射热量占冷凝区输入热量的62%，镁蒸气带入冷凝区的热量占38%。辐射传热的控制对蒸气冷凝起到至关重要的作用。

(2)对于用传统设备开展的真空碳热复原煅白的实验，金属Mg的灼损率很高，容易燃烧和爆炸，直收率低生产危险性大。在改变了辐射散热的输入量后，相同冷凝条件下的直收率

人人文库> 全部分类> 办公材料 > 办公文档

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论