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《华东理工大学》 2015年
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盐湖卤水热解氧化镁制备高纯电熔镁砂的研究

谢祥  
【摘要】:以盐湖卤水热解轻烧氧化镁为原料,经电弧炉高温熔炼制备高纯电熔镁砂,通过优化电熔工艺条件,研究影响电熔镁砂致密性和灼烧减量的因素,旨在提高镁砂的纯度,减少有害杂质的含量,提高钙硅比,探讨Ti02等添加剂对于电熔镁砂熔融结晶机理的影响,对提高镁砂质量和改进制备工艺具有重要的实际意义和理论价值,促进盐湖产业链的延伸。研究了电熔镁砂的致密性和灼烧减量的影响因素,结果表明熔池中心的体积密度大于3.43g/cm3,最高达3.57/cm3;中心试样的显气孔率低于0.95%,最低为0.17%。电熔镁砂熔池内部的灼烧减量最低,外部镁砂因受热不均且不充分,呈欠烧状态。由于纯度和次晶相的产生以及杂质等因素的影响,造成镁砂显微结构的不同,从而影响镁砂的致密性。研究了电熔镁砂纯度和杂质的分布情况,原料卤水氧化镁粉料纯度为97.63%,熔融结晶后熔池中心氧化镁含量最高达99.87%,微量杂质元素中相对含量最高的Ti、Na和K累计值低于0.10%。外层电熔镁砂的晶相中生成3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,8CaO·5SiO2等复杂硅酸盐矿物,方镁石外观不规整,相与相之间无法紧密地嵌合。中层试样中含有CaO·SiO2,2CaO·SiO2以及含铁的硅酸盐矿物,杂质峰相对较少。其方镁石晶相颗粒变大,表面有细小的碎片状伴生物。中心试样无次晶相生成,氧化镁的特征峰高且尖锐。熔池内部到外部的试样中的方镁石晶面间距逐渐变大,晶格畸变也由0.0066%逐渐增大到0.0562%。研究了添加剂Ti02对于电熔镁砂熔融结晶机理的影响,当TiO2含量为0.25wt%时,除杂效果达到极限值。电熔镁砂的体积密度随着TiO2的不断加入而增大,添加0.25wt%时体积密度最高达3.57g/cm3,显气孔率最小。TiO2一方面通过固溶反应进入氧化镁晶格加速杂质纯化,另一方面Ti02优先和杂质氧化钙反应。当TiO2的添加量达到0.15wt%时,样品晶相由方镁石和少量次晶相尖晶石(MgAl2O4)构成,添加量超过0.25wt%时伴生Mg2TiO4等其他矿石相。因此,Ti02的添加量不能超过在MgO中的固溶极限,生成其他杂质相会影响电熔镁砂的性能。添加Ti02的电熔镁砂晶粒之间结合紧密,由于Ti4+进入MgO晶格,引起空位和晶格畸变造成缺陷,使得晶体显微形貌发生形变,其结晶颗粒纯度高,尺寸大且透明。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ132.2

【参考文献】
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