Le processus de production de sable de magnésie fusionnée dans le four à arc électrique

Le sable de magnésia fusionné est une matière première réfractaire à haute pureté fabriquée à partir de la magnésite ou de la poudre de magnésium brûlée par la lumière, qui est fondu à haute température dans un four à arc électrique puis refroidi. Il est largement utilisé en métallurgie, matériaux de construction, génie électrique, l'industrie chimique, et d'autres industries. Cet article présentera en détail le processus complet de production magnésie fondue par four à arc électrique.

Le flux de processus de production de sable de magnésie fondue dans un four à arc électrique comprend principalement: mise en lots de matières premières, fusion de l'arc, écrasement, tri, pulvérisation, dépistage, séparation magnétique, classification et emballage, etc..

Le processus de production de sable de magnésie fondue

Rapport matière première

La Chine possède un minerai de magnésite abondant de haute qualité avec une teneur élevée en oxyde de magnésium et une exploitation facile, il est donc largement utilisé comme matière première pour l'oxyde de magnésium fondu. Utiliser la magnésite comme matière première, le carbonate de magnésium se décompose pour produire du gaz CO2. Puisqu'une grande quantité de gaz est évacuée du four, cela affecte le processus de fusion:

MgCO3 → MgO + CO2 ↑

Il a un effet néfaste sur la formation de la bande cristalline d’oxyde de magnésium fondu.. En raison de la grande quantité de poussière projetée, perte de matière et augmentation de la consommation d’énergie, et l'environnement de production en atelier se détériore. Cependant, car le minerai de magnésite de haute qualité est facile à obtenir et le prix est très bas, l'oxyde de magnésium fondu reste la matière première la plus utilisée.

Ingrédients du sable de magnésie fondue

① Magnésite. La teneur en oxyde de magnésium et la composition chimique du minerai de magnésite affectent directement la qualité de l'oxyde de magnésium électrofondu., et affectent également directement le rapport de qualité de l'oxyde de magnésium électrofondu pendant le processus d'électrofusion. Donc, afin de garantir la qualité et le rapport qualité-prix de l'oxyde de magnésium électrofondu, divers minerais doivent être correctement dosés et fondus.

② Brucite. La source de minerai de brucite dans la province du Liaoning est très riche, et la teneur en oxyde de magnésium dans la brucite est supérieure à celle du minerai de magnésite. C'est également une matière première pour fabriquer de l'oxyde de magnésium électrofondu.

③ Oxyde de magnésium légèrement brûlé. L'utilisation d'oxyde de magnésium légèrement brûlé comme matière première pour l'oxyde de magnésium électrofondu peut améliorer l'environnement de production et réduire les coûts de transport.. Étant donné que moins de gaz est déchargé pendant l'électrofusion et que la composition est plus uniforme, il est bénéfique d'améliorer la qualité de l'oxyde de magnésium électrofondu.

En Chine, de l'oxyde de magnésium électrofondu est transformé en boules avec de l'oxyde de magnésium légèrement brûlé et placé dans le four pour l'électrofusion.. La teneur en oxyde de magnésium de l'oxyde de magnésium légèrement brûlé atteint 98%, et ce matériau peut produire du blanc, oxyde de magnésium électrofondu à gros cristaux. Cependant, le coût élevé de la formation des billes affecte les coûts de production. Maintenant, certains fabricants utilisent des fours à réverbère pour brûler légèrement l'oxyde de magnésium et l'ajoutent au four de fusion pour une fusion électrique avec une certaine taille de particules. La qualité de l'oxyde de magnésium fondu électriquement est meilleure que celle du minerai de magnésite, et le coût est moins cher que celui de l'utilisation du matériau de la balle comme matière première, donc il a été promu dans une certaine mesure.

④ Magnésie frittée. Afin de répondre aux exigences particulières de certaines magnésies électrofondues, la magnésie frittée doit parfois être utilisée comme matière première électrofondue dans le processus d'électrofusion. Par exemple, la magnésie de l'eau de mer est utilisée comme matière première électrofondue. En général, l'hydroxyde de magnésium est produit en traitant l'eau de mer et le lait de chaux, et l'hydroxyde de magnésium est calciné en magnésie légèrement brûlée. La magnésie brûlée par la lumière peut également être produite par d'autres méthodes (voir la méthode de préparation de la magnésie industrielle pour plus de détails), et la magnésie légèrement brûlée est utilisée comme matière première pour produire de la magnésie électrofondue. AusT et Rutter et al.. Je crois qu'une très petite quantité de gaz d'impuretés (phase) est aussi une impureté du cristal, ce qui peut affecter de manière significative la croissance des grains. Le rôle de la phase d'impuretés est d'augmenter l'énergie nécessaire au mouvement des joints de grains.. Lorsque le joint de grain rencontre la deuxième phase, l'énergie cristalline diminue, et le montant de la diminution est proportionnel à la surface transversale de la deuxième phase, donc l'énergie du joint de grain doit être augmentée pour que le joint de grain puisse quitter la deuxième phase et continuer à se déplacer. Et quand le joint de grain rencontre la deuxième phase, le joint de grain ayant la même surface de section transversale que la deuxième phase doit être déformé. Plus la deuxième phase, plus la taille limite de croissance des grains est petite.

D'autre part, afin de réduire la porosité apparente de la magnésie électrofondue, les rejets gazeux de magnésie brute doivent également être réduits autant que possible. Donc, l'utilisation de l'électrofusion de magnésie frittée présente des avantages significatifs.

Fusion au four à arc

Ces caractéristiques sont liées à la nature mécanique quantique des atomes et des molécules., comme la taille du rayon ionique, la valeur potentielle de l'ion, et la structure externe des électrons de l’ion. La taille des ions, masse, et charge d'oxyde de magnésium, les caractéristiques et la force de liaison entre les cations et les anions, la polarisation des ions, et la structure cristalline détermine qu'il s'agit d'un composé à point de fusion élevé.

Point de fusion et paramètres structurels de l'oxyde de magnésium: rayon cationique 0,074 mm; rayon anionique 0.53 mm; type de structureNaCl; numéro de coordination 6; numéro de coordination effectif 8.5; densité 3,65g/cm3; point de fusion 2800℃.

Le processus le plus important de fabrication d'oxyde de magnésium électrofondu consiste à utiliser diverses matières premières de magnésium pour générer des températures élevées grâce à diverses formes de méthodes de chauffage pour faire fondre les matériaux en magnésium. (MgO) et transformez-les en oxyde de magnésium fondu. Pour faire fondre l'oxyde de magnésium, une grande quantité d’énergie thermique doit être consommée pour vaincre l’attraction entre les ions. La méthode de fusion de l'oxyde de magnésium en générant des températures élevées via un arc électrique puissant est appelée fusion à l'arc.. Ce processus de fusion comprend généralement une série de changements physiques et chimiques tels que la conduction thermique., déshydratation, décarburation, fusion, cristallisation, et croissance cristalline.

① Processus de déshydratation. Il existe un processus de déshydratation lors de l'utilisation de la brucite comme matière première. Le composant principal de la brucite est l’hydroxyde de magnésium Mg(OH)2. Son processus de déshydratation est:

Mg(OH)2→MgO+H2O

② Processus de décarburation. Il existe un processus de décarburation lors de l'utilisation de la magnésite comme matière première. Le processus de décarburation comprend deux aspects. D'une part, c'est la décomposition thermique du minerai de magnésite. Le composant principal du minerai de magnésite est le carbonate de magnésium (MgCO3):

MgCO3 → MgO + CO2

D'autre part, puisque les additifs en poudre de graphite (auxiliaires) sont souvent ajoutés à l'oxyde de magnésium de la matière première pendant le processus de fusion électrique, de la poudre de graphite doit être déposée à l'extrémité inférieure des trois électrodes (électrodes de graphite) pour former un conducteur en forme de triangle ou d'étoile pendant le processus de démarrage du four de fusion électrique. Pendant le processus de mise sous tension, le graphite est brûlé ou complètement brûlé pour éliminer le graphite.

C+O2→CO2↑

③ Processus de fusion. Le processus de fusion est le processus dans lequel les ions magnésium et les ions oxygène dans l'oxyde de magnésium surmontent les contraintes de l'énergie de réseau dans le monocristal et deviennent capables de se déplacer librement sous l'action de l'énergie thermique générée par le fort arc électrique.. Autrement dit, lorsque l'oxyde de magnésium est chauffé à une certaine température (point de fusion), il passera du solide au liquide, ce qu'on appelle la fusion. Une grande quantité d’énergie électrique est consommée dans ce processus. Selon le calcul du bilan thermique du producteur d'oxyde de magnésium fondu électrique utilisant la brucite comme matière première pour produire de l'oxyde de magnésium fondu électrique, le rapport de consommation de chaleur est le suivant: la valeur de consommation de chaleur de la formation de cristaux d'oxyde de magnésium est 34.9%, la valeur de consommation de chaleur de la peau de laitier est 15.3%, la valeur de consommation thermique du sable meuble est 3.0%, la valeur de consommation de chaleur de l'eau de refroidissement est 8.4%, la valeur de consommation thermique de l'eau pour refroidir la coque du four est 7.9%, la valeur de dissipation thermique de la surface du four est 6.4%, et le pouvoir calorifique emporté par les gaz de combustion est 28.8%. La valeur de la perte de puissance est 3.2%.

Refroidissement et cristallisation

Une fois la fusion terminée, arrêter l'alimentation électrique et entrer dans la phase de refroidissement.

Refroidissement naturel: La piscine en fusion se refroidit naturellement, et les cristaux cristallisent progressivement.

Structure cristalline: un bloc de magnésie dense à gros grains se forme.

Temps de refroidissement: Généralement, plus que 24 des heures sont nécessaires pour assurer la formation d’une structure cristalline complète.

Concassage et criblage

Concassage grossier: Utilisez un concasseur à mâchoires pour écraser les gros morceaux.

Broyage moyen et fin: Écrasement supplémentaire dans la taille de particule requise par les clients.

Criblage et classement: Criblage selon différentes tailles de particules, comme 0-1mm, 1-3mm, 3-5mm.

Élimination du fer et des impuretés: Utiliser un séparateur magnétique pour éliminer les impuretés mécaniques.