Производство спеченных периклазовых порошков
Характеристика сырого магнезита, используемого как исходное сырье для производства спеченных периклазовых порошков. Удаление вредных примесей из сырья путем обогащения, технология обжига магнезита. Классификация и сферы применения периклазовых порошков.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.02.2012 |
| Размер файла | 113,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Оглавление
Введение
1. Характеристика исходного сырья
1.1 Сырье и его свойства
1.2 Обогащение исходного сырья
2. Технологическая схема и ее описание
2.1 Технология обжига
2.2 Используемое оборудование
3. Готовая продукция и ее свойства
Заключение
Библиографический список
Введение
Актуальность проблемы состоит в том, что периклазовые порошки были и есть востребованы, так как они служат огнеупорной основой для периклазовых материалов - простых изделий, используемых для кладки разных печей, футеровка которых контактирует с расплавами металлов и основных шлаков, изделий для устройства подин металлургических печей и торкретирования, а также сырьем для производства периклазосодержащих изделий.
Целью данного реферата является: изучить производство спеченных периклазовых порошков.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить характеристику исходного сырья для производства спеченных периклазовых порошков
2. Ознакомится с технологией производства спеченных периклазовых порошков
3. Изучить свойства готовой продукции.
1. Характеристика исходного сырья
1.1 Сырье и его свойства
Исходным сырьем для производства спеченных периклазовых порошков является сырой магнезит. Магнезит МgСО3, кристаллизуется в виде ромбоэдрических кристаллов тригональной сингонии. Чистый минерал магнезит содержит 47,6% МgO и 52,4% СO2. Цвет магнезита белый с желтоватым или сероватым оттенком, иногда снежно-белый, блеск стеклянный, твердость магнезита 4-4,5, плотность 2,9-3,1 г/см3, расположен чаще в виде крупнозернистых агрегатов. Магнезит образует непрерывный ряд твердых растворов с сидеритом MgFе(СО3)2. При содержании в магнезите ? 30% сидерита минерал называют брейнеритом. С кальцием СаСO3 магнезит образует двойное соединение - доломит СаСO3*МgСO3.
Кристаллический магнезит представляет собой продукт изменения известняков или доломитов, полученный при воздействии на них растворов, содержащих двууглекислый магний.
Са(СО3)2 +Mg (НСО3)2 > МgСО3 + Са(НСО3)2
СаМg (СО3)2 +Mg (НСО3)2 = 2МgСО3 + Са(НСО3)2
Встречается и «аморфный» магнезит, который представляет собой продукты разрушения гидросиликатов магния, например змеевика или фосфорита при воздействии на них воды и углекислоты. Аморфный магнезит с характерным фарфоровидным раковистым изломом, кристаллическое строение которого обнаруживается лишь рентгенографически. Характерным отличием магнезита от кальцита является то, что он под действием соляной кислоты не вскипает на холоде, а растворяется лишь при нагревании.
Магнезит отличается малым количеством примесей. Основные примеси в кристаллическом магнезите: доломит, кальцит, диабаз и кварц, а в аморфном - змеевик и кварц. Особенно вредны в сырье примеси минералов, содержащих оксид кальция и кремния.
1.2 Обогащение исходного сырья
Природный магнезит, наряду с карбонатом магния содержит следующие примеси: доломит, диабаз, пирит и др. Наиболее вредными являются доломит, диабаз, песок, кварц. Для удаления вредных примесей применяют следующие виды обогащения: обогащение в тяжелых суспензиях, флотация, химические методы.
Обогащение в тяжелых суспензиях основано на разной плотности минералов. Магнезит имеет плотность 2,94-2,96 г/см3, а примеси имеют плотность 2,94 г/см3. Суспензия, в которой проводят обогащение имеет плотность 2,95 г/см3, в качестве тяжелой суспензии используют смесь воды с фероселицием. Плотность суспензии контролируется либо весовым методом либо радиометрическим плотномером.
В тяжелой суспензии магнезит оседает, а примеси всплывают. В результате такого обогащения образуются 2 продукта: концентрат и хвосты. Концентрат отмывают от суспензии, в результате получается готовый продукт.
Флотация более эффективный метод. Он обеспечивает глубокое разделение магнезита от примесей. Флотацию используют для магнезитов, с тонко вкрапленными вредными примесями. Этот метод основан на различной смачиваемости прилипании частиц магнезита и примесей к флотационным реагентам. В качестве реагентов используют смеси жирных кислот. Частицы магнезита прилипают к смеси кислот и оседают на дне, а примеси всплывают.
Химическое обогащение используют для каустических магнезитов. Каустический магнезит взаимодействуя с раствором HCl - растворяется и образуется MgCl2. Примеси остаются в осадке. Полученную пульпу, с помощью насосов, подают в фильтр пресс, где происходит разделение раствора MgCl2 от осадка.
Раствор MgCl2 подвергают гидролизу, в результате гидролиза образуется MgO и HCl (газ). MgO промывают, в результате образуется паста Mg(OH)2 затем пасту обжигают. В результате обжига образуется периклаз.
Аналогично проводят обогащение в азотной кислоте. Азотная кислота менее агрессивна, чем соляная.
По аммонийному методу в реактор-растворитель вводят соли аммония NH4Cl и (NH4)2CO3 в результате взаимодействия образуется MgCH2, который подвергают гидролизу, как в солянокислом методе.
По бикарбонатному методу в реактор-растворитель, к каустическому магнезиту добавляют воду и углекислый газ CO2, под давлением 0,7-0,8 МПа, в результате образуется бикарбонат магния Mg(HCO3)2, которую подвергают далее термообработке, в результате термообработке получают MgO.
2. Технологическая схема и ее описание
Сырой магнезит на участок вращающихся печей подается в думпкарах, затем подается в расходные бункера над печами.
Подача сырого магнезита в печь производится автоматическими ленточными дозаторами (Рисунок 1).
Рисунок 1. - Схема производства периклазовых порошков
Сырой магнезит на участок вращающихся печей подается в думпкарах, затем подается в расходные бункера над печами.
Подача сырого магнезита в печь производится автоматическими ленточными дозаторами. Рисунок 1
Обжиг сырого магнезита производится во вращающихся печах.
Температура обжига при сниженной тепловой нагрузке ~1500єС (для получения более плотного спеченного магнезита применяют обжиг в шахтных печах до 2200°С).
Периклазовый порошок из вращающихся печей поступает в холодильник. При выходе из холодильного барабана разделяется на две фракции: 8-0 мм и >8 мм.
Фракция >8 мм идет на дробление в конусной дробилке, затем рассеивается по фракциям и поступает в бункеры отдельных фракций (заправочные порошки). Заправочные порошки (металлургические) применяют для изготовления и заправки (ремонта) подин и откосов мартеновских и электросталеплавильных печей. Металлургические порошки классифицируют по химическому и зерновому составам. Для уменьшения пылеобразования при транспортировании и особенно при заправке печей порошок обмасливают.
Фракция 0-8 мм рассеивается на грохоты и поступает в бункера фракций (крупной, средней и мелкой). Эти фракции идут на дозирование и упаковку. Часть мелкой фракции поступает на домол в трубную мельницу, где измельчается до фракции <0,063 мм. Затем пневмотранспортом подается в бункер тонкого помола и далее на дозирование и упаковку.
2.1 Технология обжига
магнезит периклазовый порошок обжиг
Из сырого магнезита ввиду его большой (до 25%) усадки при обжиге ? изделия не изготовляют. Первоначально из сырого магнезита путем обжига получают спеченные периклазовые порошки. Обжиг магнезитов осуществляют в шахтных или вращающихся печах.
При обжиге магнезита происходит разложение карбоната магния с выделением углекислого газа по реакции
МдСО3 = MgО + СO2 - q
Реакция идет с поглощением тепла q = 2753 кДж/кг МgО.
Карбонат кальция СаСО3, присутствующий в виде известняка или доломита, при нагревании также разлагается:
СаСO3 = СаО + СO2 - q
а расход тепла составляет q = 2828 кДж/кг СаО.
В расчете на 1 кг исходных карбонатов затраты тепла составляют 1584 и 1316 кДж/кг соответственно для СаСO3 и МgСO3. При полном разложении 1 кг СаСO3 образуется 0,56 кг СаО и 0,44 кг СO2, а 1 кг МgСО3 соответственно 0,478 кг МgО и 0,522 кг СO2.
При нагревании МgСO3 и СаСO3 в печи процесс их разложения начинается с поверхности, и по мере прогрева граница реакции перемещается к центру куска карбоната. Сама реакция разложения карбонатов протекает лишь на границе двух твердых фаз: карбонатоксид.
Важно отметить, что температура на границе реакции диссоциации в момент разложения остается постоянной до тех пор, пока не завершится реакция декарбонизации. Поэтому время, необходимое на разложение куска карбоната, прямо пропорционально его линейным размерам и для повышения производительности печей по обжигу магнезита необходимо уменьшить размеры кусков материала, подаваемых в печь.
Вращающиеся печи являются более высокопроизводительными агрегатами для обжига магнезита. Для обжига применяют печи длиной от 50 до 170 и диаметром от 3 до 5 м. Их производительность колеблется от 4,5 до 24 т/ч обожженного периклазового порошка.
Температура обжига магнезита составляет 1500-1650°С. Пористость обожженного порошка колеблется от 10 (для плотных зерен) до 30% (для пористых зерен). Критерием степени обжига магнезита является истинная плотность, которая зависит от температуры обжига. У спекшегося периклазового порошка истинная плотность составляет 3,55-3,56, а у каустического - 3,20-3,25 г/см3.
Условно всю длину вращающихся печей делят на зоны подогрева и декарбонизации, спекания и охлаждения Распределение зон по длине вращающихся печей приведено в таблице 1.
Таблица 1. - распределение зон по длине вращающихся печей
|
Длина зоны |
Длина печи, м |
|||
|
75 |
90 |
170 |
||
|
Подогрева и декарбонизации |
57 |
65 |
115 |
|
|
Спекания |
13 |
16 |
20 |
|
|
Охлаждения |
5 |
9 |
35 |
В процессе обжига происходит значительное измельчение магнезита в результате растрескивания и механического измельчения при перемешивании во вращающейся печи. Скорость движения материала в печи определяется свойствами магнезита в результате физико-химических процессов, происходящих при обжиге. Продолжительность движения магнезита зависит от колебаний зернового состава сырья и состояния футеровки.
Удельный расход условного топлива на 1 т обожженного периклазового порошка составляет во вращающихся - 360-460 кг. В качестве топлива используют природный газ.
Примеси в магнезите и особенно легкоплавкие образуют в обжиге расплав, который способствует образованию сваров окатышей. Свары дробят, измельчают и складируют отдельно вследствие более низкого содержания в них оксида магния и повышенного содержания примесей.
Магнезит, обогащенный флотационным методом и полученный химическим путем, рекомендуют предварительно брикетировать, а затем в виде брикетов обжигать в печи.
Основной недостаток при обжиге магнезита во вращающихся печах по сухому способу заключается в большом уносе пыли, достигающем 20-25%. Также недостатком считается высокая температура отходящих газов (до 900°С). Отходящее тепло утилизируют в котлах-утилизаторах, а очистку газов от пыли осуществляют в газоочистных устройствах. Эффективная работа этих устройств зависит от параметров газового потока: его температуры, состава и влажности, концентрации пыли в газовом потоке и удельного электрического сопротивления пыли перед электрофильтром.
Пыль, уловленная в системе газоочистки, имеет различную степень обжига и является тонкодисперсной. Она содержит до 80% частиц размером < 0,06 мм. Эта пыль называется каустической. Каустическая пыль плохо спекается, поэтому перед повторным ее обжигом рекомендуют часть пыли измельчать в трубной мельнице, а затем брикетировать на плоских пресс-вальцах с немолотым порошком.
2.2 Используемое оборудование
Изучив технологическую схему производства, установили, что для производства спеченных периклазовых порошков используют следующее основное оборудование: вращающиеся или шахтные печи, холодильники, сита, грохоты, конусные дробилки, трубные мельницы. А так же вспомогательное оборудование: ленточные конвейеры, бункеры готовой продукции и бункеры сырья, дозаторы, пневмотранспорт.
3. Готовая продукция и ее свойства
Порошки классифицируют по химическому и зерновому составам, чем и объясняется значительное количество марок периклазового порошка. По ГОСТ 70360-85 предусмотрен выпуск 15 марок спеченных периклазовых порошков для производства изделий, которые разбиты на две группы: высшей (ППИ-92, ППИУ-91 и ППТИ-92) и первой категории качества (ППИ-91, ППИ-90, ППИ-89, ППИ-88, ППТИ-90, ППТИ-88, ПМИ-1, ПМИ-2, ПМИ-3, ПМИ-4, ПМИ-5 и ПМИ-6). Требованиями ГОСТа ограничивается содержание оксидов кальция, кремния и железа, а также содержание зерен отдельных фракций.
По ГОСТ 24862-81 для изготовления и ремонта подин и стен электропечей выпускается 16 марок периклазовых и периклазоизвестковых порошков высшей (ППЭ-88, ППП-86 и ПП03-86) и первой категории качества (ППК-88, ППЭК-87, ППК-87, ППК-85, ППМ-85, ППП-85, ППОЗ-85, ППИК-78, ППИМ-78, ПМС-1, ПМС-2, ПМС-3, ПМС-4, ПМС-5). Требованиями ГОСТа установлены пределы содержания примесных оксидов кальция и кремния и размеры зерен отдельных фракций.
По химическому составу плавленый периклаз должен содержать, % (масс.): МgО не менее 95, оксидов железа не более 0,5 и SiO2 не более 1,0.
Заключение
Исходным сырьем для спеченных периклазовых порошков является сырой магнезит. Химический состав природных магнезитов представлен в таблице 2.
Таблица 2. - химический состав природных магнезитов
|
Месторождение |
MgO |
CaO |
FeO+Al2O3 |
SiO2 |
?mпрк и другие примеси |
|
|
Саткинское |
45,0-47,5 |
0,2-2,0 |
1,3-3,5 |
0,5-2,5 |
49,5-52,0 |
|
|
Тальское |
~ 46,20 |
~ 1,21 |
~ 0,95 |
~0,60 |
~ 50,20 |
|
|
Савинское |
45,2-46,4 |
0,42-0,88 |
1,42-1,58 |
0,96-3,88 |
52,0-48,0 |
Химический состав периклазовой шихты должен удовлетворять следующим требованиям:
1) общее количество силикатов в шихте должно быть минимальным, так как они представляют собой наиболее вредную примесь в периклазовых огнеупорах;
2) молекулярное отношение СаО/SiO2 должно быть выбрано в зависимости от содержания оксидов железа. При большом содержании железистых оксидов и малом содержании SiO 2 выгоднее иметь СаО/ SiO 2<2;
3) содержание ферритов должно быть ограничено. Высококачественные периклазовые порошки должны содержать от 96 до 99% МgО, низкое количество SiO 2 и полуторных оксидов.
Соотношение СаО/ SiO 2 в таких порошках, как правило, больше 2. В высококачественных порошках фирмы Ргеmir Реriclase (Ирландия) содержится более 97% Мg0, а СаО/ SiO 2 достигает 8. В порошках Ankerharth NB-90 фирмы Veitsch-Radex (Австрия) содержание SiO 2 составляет не более 0,5%, а СаО/SiO 2 находится в пределах 36-40. Высококачественные периклазовые порошки, как правило, содержат крупные кристаллы МgO размером более 140 мкм. Крупнокристаллический периклаз получают обжигом сырья при 2100-2300°С. В этом случае растворимость МgO (кристаллического) в шлаке заметно снижается вследствие уменьшения удельной поверхности кристаллов, а в рабочей зоне периклазосодержащих изделий не происходит рекристаллизации MgO.
Библиографический список
1. Кащеев И.Д. Химическая технология огнеупоров. / Кащеев И.Д., Стрелов К.К., Мамыкин П.С. - М.: Интермет Инжиниринг, 2007. - 752 с.
2. Кащеев И.Д. Производство огнеупоров. - М.: Металлургия, 1993. - 256 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Исследование характеристик исходного сырья для производства спеченных периклазовых порошков, которые служат огнеупорной основой для периклазовых материалов. Описание свойств готовой продукции. Технологическая схема обжига. Используемое оборудование.
реферат [28,1 K], добавлен 30.01.2011Физические свойства марганца, его применение в металлургии. Производство порошка марганца с помощью дезинтегратора. Снижение взрывоопасности при производстве порошка. Механические методы получения порошков. Приготовление порошков в шаровой мельнице.
реферат [651,9 K], добавлен 04.11.2013Исследование химического диспергирования алюминиевого сплава; влияние концентрации щелочи на структуру диспергированных порошков и физико-механические свойства керамических материалов. Разработка технологической схемы спекания; безопасность и экология.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 27.01.2013Технический процесс, применение, спекание и окончательная обработка порошковых изделий. Технология производства и свойства металлических порошков. Особенности формования заготовок из порошковых материалов. Сущность и эффективность порошковой металлургии.
контрольная работа [871,3 K], добавлен 30.03.2010Достоинства порошков с никелевым покрытием. Влияние исходной концентрации сульфата аммония на микроструктуру композиционных никель-алюминиевых частиц и на технологические показатели процесса плакирования. Свойства покрытий из плакированных порошков.
статья [142,4 K], добавлен 05.08.2013Уровнемеры как устройства, использующиеся для определения уровня жидкостей, порошков и других материалов или сырья, их разновидности и отличительные особенности, сферы практического применения. Уровнемеры, используемые в АЗС:OPTISOUND 3000, Colibri.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 28.04.2011Исследование состава металлического лома, описание способов и оборудования для его переработки. Сравнительная характеристика достоинств и недостатков порошковой металлургии. Классификация механических и физико-химических методов получения порошков.
реферат [407,4 K], добавлен 05.09.2011Методы производства композиционных ультрадисперсных порошков: способы формования, реализуемые при спекании механизмы. Получение и применение корундовой керамики, модифицированной допированным хромом, оксидом алюминия, а также ее технологические свойства.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 27.05.2013Сфера применения карбидов титана и хрома. Состав и технологические характеристики исходных продуктов и композиционных порошков на их основе. Скорость окисления образцов. Микроструктура плазменного покрытия после изотермической выдержки в течение 28 часов.
статья [211,0 K], добавлен 05.08.2013Виды руд и минералов. Технология окислительного обжига молибденовых концентратов. Производство чистого молибденового ангидрида. Способ возгонки. Гидрометаллургический способ переработки огарков. Получение молибденовых порошков и компактного молибдена.
реферат [105,9 K], добавлен 11.03.2015
