RU2149198C1

RU2149198C1 - Method of magnesium production

Info

Publication number: RU2149198C1
Application number: RU99123157A
Authority: RU
Inventors: Г.Н. Кожевников; В.М. Горбаненко; Ю.М. Белецкий; В.В. Кашин
Original assignee: Кожевников Георгий Николаевич; Горбаненко Вячеслав Михайлович; Белецкий Юрий Михайлович; Кашин Виктор Васильевич
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy, particularly, methods of magnesium production. SUBSTANCE: method contains in that magnesium is produced by reduction of its oxide with aluminum and silicon in presence of lime with heating and condensation of magnesium vapors. Aluminum-silicon weight ratio in reducing agent equals 6-55. EFFECT: reduced magnesium cost price. 3 tbl

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения магния. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for producing magnesium.

Известен способ получения магния восстановлением его из оксида алюминием в присутствии извести. Шихту составляют в соответствии с уравнением:
9MgO+5CaO+6Al=5CaO•3Al₂O₃+9Mg,
брикетируют и нагревают до 1350^oC в течение часа при остаточном давлении 1-2 мм рт.ст. Выход магния составляет 91% (Х.Л. Стрелец, А.Ю.Тайц, Б.С.Гуляницкий. Металлургия магния. М., Метуллургиздат, 1960, С.317).A known method of producing magnesium by reducing it from aluminum oxide in the presence of lime. The mixture is made in accordance with the equation:
9MgO + 5CaO + 6Al = 5CaO • 3Al ₂ O ₃ + 9Mg,
briquetted and heated to 1350 ^o C for one hour at a residual pressure of 1-2 mm RT.article The yield of magnesium is 91% (H.L. Strelets, A.Yu. Taits, B.S. Gulyanitsky. Metallurgy of magnesium. M., Metullurgizdat, 1960, S.317).

Недостатком способа является высокая себестоимость магния в результате применения чистого и дорогого алюминия, необходимости тонкого измельчения и брикетирования компонентов шихты и использования вакуума. The disadvantage of this method is the high cost of magnesium as a result of the use of clean and expensive aluminum, the need for fine grinding and briquetting of the charge components and the use of vacuum.

В качестве прототипа выбран способ получения магния, включающий восстановление его из оксида в присутствии извести силикоалюминием, содержащим 64-69% кремния и 23-25% алюминия. Шихту составляют из расчета весового отношения MgO:Al=1,5 и MgO:Si=2. Добавку извести вводят из расчета весового отношения CaO: MgO= 0,47-1,3. Шихту брикетировали, нагревали до температуры 1390^o при остаточном давлении 1-2 мм рт.ст. и в течение часа конденсировали пары магния. Выход магния составил 82,8% (Х.Л.Стрелец, А.Ю.Тайц, Б.С.Гуляницкий. Металлургия магния. М., Метуллургиздат, 1960, С. 332).As a prototype, a method for producing magnesium was selected, including its reduction from oxide in the presence of lime with silicoaluminium containing 64-69% silicon and 23-25% aluminum. The mixture is calculated based on the weight ratio MgO: Al = 1.5 and MgO: Si = 2. The lime additive is introduced based on the weight ratio CaO: MgO = 0.47-1.3. The mixture was briquetted, heated to a temperature of 1390 ^o at a residual pressure of 1-2 mm RT.article and magnesium vapor was condensed within an hour. The yield of magnesium was 82.8% (H.L. Strelets, A.Yu. Taits, B.S. Gulyanitsky. Metallurgy of magnesium. M., Metullurgizdat, 1960, S. 332).

Недостатком способа является высокая себестоимость магния в результате низкого выхода магния, применения вакуума и образования шлака с высоким содержанием оксида магния и низким отношением (по массе) оксида алюминия к кремнезему. The disadvantage of this method is the high cost of magnesium due to the low yield of magnesium, the use of vacuum and the formation of slag with a high content of magnesium oxide and a low ratio (by weight) of aluminum oxide to silica.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение себестоимости магния в результате более высокого выхода магния, отсутствия вакуума и образование шлака с низким содержанием оксида магния и высоким отношением (по массе) оксида алюминия к кремнезему. The problem solved by the invention is to reduce the cost of magnesium as a result of a higher yield of magnesium, lack of vacuum and the formation of slag with a low content of magnesium oxide and a high ratio (by weight) of alumina to silica.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения магния, включающем восстановление его из оксида алюминием и кремнием в присутствии извести при нагревании и конденсацию паров магния, процесс осуществляют восстановителем, содержащим алюминий и кремний в соотношении (по массе), равном 6-55. The problem is solved in that in the method for producing magnesium, including its reduction from aluminum oxide and silicon in the presence of lime by heating and condensation of magnesium vapor, the process is carried out with a reducing agent containing aluminum and silicon in a ratio (by weight) of 6-55.

Способ осуществляли следующим образом. Плавки проводили на однофазной герметичной электрической печи с графитовыми электродами, имеющей мощность трансформатора 80 кВа. Печь, футерованную магнезитовым кирпичом, соединяли с камерой конденсации вакуумной системой. Для плавки использовали обожженные доломит и магнезит, а также восстановитель - вторичный алюминий марки АК-7, содержащий 3,5 - 13% кремния и 84-93,5% алюминия, крупностью 0,5-5,0 мм. Состав обожженного доломита и магнезита приведен в табл. 1. The method was carried out as follows. The melts were carried out on a single-phase sealed electric furnace with graphite electrodes having a transformer power of 80 kVA. A furnace lined with magnesite brick was connected to a condensation chamber by a vacuum system. For smelting, calcined dolomite and magnesite were used, as well as a reducing agent, AK-7 secondary aluminum, containing 3.5–13% silicon and 84–93.5% aluminum, with a grain size of 0.5–5.0 mm. The composition of the calcined dolomite and magnesite is given in table. 1.

Шихту формировали с разным соотношением компонентов по массе. Например: MgO: Al= 2,35; MgO: Si= 28,6; CaO:MgO=0,72; Al:Si=11,5. После перемешивания заданного количества компонентов шихту загружали в печь через герметичный бункер, расположенный над печью, на остаточный жидкий шлак от предыдущей плавки. Плавку вели до расплавления шихты при температуре 1500-1600^oC и наполнения на 2/3 объема шахты печи. Цикл длился 25-60 минут. По окончании плавки печь и конденсатор наполняли аргоном, открывали летку печи, выпускали жидкий шлак в изложницу и после охлаждения сдавали на химический анализ. Результаты анализа приведены в табл. 2.The mixture was formed with a different ratio of components by weight. For example: MgO: Al = 2.35; MgO: Si = 28.6; CaO: MgO = 0.72; Al: Si = 11.5. After mixing a predetermined number of components, the mixture was loaded into the furnace through a sealed hopper located above the furnace, to the residual liquid slag from the previous melting. Melting was carried out until the mixture was melted at a temperature of 1500-1600 ^o C and filled into 2/3 of the furnace shaft volume. The cycle lasted 25-60 minutes. At the end of the smelting, the furnace and condenser were filled with argon, the furnace was opened, the slag was discharged into the mold and, after cooling, it was handed over for chemical analysis. The results of the analysis are given in table. 2.

Магний извлекали из приемника камеры конденсации, взвешивали и анализировали. Результаты анализа приведены в табл. 3. Magnesium was recovered from the condensation chamber receiver, weighed and analyzed. The results of the analysis are given in table. 3.

По данным табл. 2 и 3 можно сказать, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет получить более высокий выход и качество магния, при этом снизить кратность шлака, а состав шлака позволяет его использовать в производстве глинозема, в качестве высокоглиноземистого цемента и высококачественного полупродукта для получения синтетического шлака для обработки стали. According to the table. 2 and 3, we can say that, compared with the prototype, the proposed method allows to obtain a higher yield and quality of magnesium, while reducing the slag ratio, and the composition of the slag allows it to be used in the production of alumina, as a high-alumina cement and a high-quality intermediate for producing synthetic slag for steel processing.

Перечисленные преимущества позволяют значительно снизить себестоимость магния. These advantages can significantly reduce the cost of magnesium.

Claims

A method of producing magnesium, including reducing it from aluminum oxide and silicon in the presence of lime by heating and condensing magnesium vapor, characterized in that the reduction is carried out with a reducing agent containing aluminum and silicon in a ratio (by weight) of 6 ^° C55