粉料粒度对皮江法炼镁的影响.doc

北方民族大学 学 论文题目: 粉料粒度对皮江法炼镁的影响 院(部)名 称: 材料科学与工程学院 学 生 姓 名: 袁兴余 专 业: 高分子专业 学 号: 指导教师姓名: 韩凤兰(教授) 论文时间: 201年月20日 论文时间: 201年月日 北方民族大学教务处制摘 要 本文通过皮江法炼镁实验中原材料粒度、压制压力、块团大小的研究，优化制样工艺。通过粗镁产量、结晶情况、ICP-AES法测量粗镁纯度、还原渣过筛（40目）的方法计算粉化程度等对皮江法炼镁进行分析。实验中分别改变煅白粒度、硅铁粒度、压制压力、块团大小进行实验。本实验条件下分析得出：压制强度较大（即1814.81 N/cm2）时，硅铁的粒度较大（78.64μm），粗镁产率越大皆为17.14%，结晶性能好，粉化程度低，对环境越有利。随压制强度1330.86N/cm2到2177.78 N/cm2，粗镁结晶先变好后变坏，还原渣粉化程度先由62%降低到34%最后又提高到52%。块团大小理论上来说对粗镁产都为15.71%，对结晶也没有影响，但是大块团还原渣粉化相对要少23%和26%。本文最后得出最佳实验方案:压制强度1814.81 N/cm2，大小20.0×17.0×20.0mm-20.0×24.0×24.0mm，煅白粒度10.57-12.81μm，硅铁粒度72.91-78.46μm。 关键词：皮江法炼镁，粒度，压制强度，粗镁结晶，还原渣粉化 目 录 前 言 1.1镁和镁合金性能与应用 镁是21世纪最具前景的轻金属，是化学性质最活泼的元素之一，银白色，原子序数12，原子量24.31熔点为648.8℃-651℃在1个大气压下沸点是1107；它的密度仅为密度1.74 g/cm3，是铁的1/4 ，甚至比目前应用最广泛的轻金属铝轻1/3。 镁物理性能的主要优点是：镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好，并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。比铝高30倍的减振性能；比塑料高200倍的导热性能；其热膨胀性能只有塑料的1/2。还具有较高的机械性能。镁的强度和刚度要明显好于塑料，延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。此外，镁有很好的加工性能，也就是有很好的铸造性能。和其它金属材料比，它的制造成本很低，值得重视的是，尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些，但镁密度小，单位体积的成品价格几乎是一样的。镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性。这些特性使镁每公斤压铸件达到和铝几乎相同的生产成本。 镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当，远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。 综上特点镁和镁合金，广泛应用于航空航天工业、军工领域、交通领域（包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等）等，从而促进炼镁工业的较快发展。 1.2皮江法炼镁发展概况 炼镁工艺是用电解法还是用热还原法（硅热还原法、碳热还原法以及碳化物还原法）,是根据使用的资源种类决定的。我国拥有电解法和热还法炼镁的所有种类的资源,并且储量巨大皮江法使用的白云石储量高达70亿以上我国在纪70年代进行工业化试验到80年代末才开始工业化生产。由于皮江法符合社会工业化初期经济发展的特点，皮江法炼镁粗镁纯度高、工艺简单等，规模可大可小、投资低、工艺简单，劳动力密集，以及当时对环保和能耗控制不严等因数，皮江法镁厂在有煤和白云石资源的地区迅猛发展，遍地开花，先后有数百家之多，皮江法炼镁成为炼镁工业中第二。在此环境下，众多的企业、科研机构、大专院校参与到皮江法工艺及设备的改良创新，从而大大推动了皮江法炼镁的技术进步，在降低能源和原料消耗以及减少排放方面取得了很大的成绩，提高了皮江法的竞争力，使我国跃升为世界上最大的原镁生产国，到2008年国内由单一的皮江法工艺生产的镁产能达万，产量占全球80%以上。与国外厂家比较，技术经济指标和装备水平均存在较大差距。其原因在很大程度上就是对原料制备过程重视不够，对各种原料质量要求控制不严，对煅白的物理性能掌握不够（首先在白云石的选择上就不甚严格，更谈不上白云石的物理结构对生产过程的影响）。炉料配比不经过严格计算，导致还原效