The study of silicothermal recovery of magnesium from the dolomites of the urals

Приведены результаты исследований восстановления магния ферросилицием (75 %) из обожженного доломита уральских месторождений (Бойцовского и Чернореченского). Анализ химического состава образцов доломитов показал, что они достаточно высокого качества, практически не загрязнены примесями щелочных и тяжелых металлов, но отличаются повышенным содержанием карбоната кальция, что предопределяет особенность их применения в производстве магния. Установлено, что структура образцов доломита отличается крупностью включений карбоната кальция. Образец I характеризуется включениями СаСО3 крупностью 10-20 мкм (7 %), а образец II - вкраплениями 20-30 мкм СаСО3 (12,5 %). В работе приведены результаты термодинамического моделирования многокомпонентной системы MgO - CaO - Si - Fe - Mg - Сa2SiO4 - Сa3SiO5, согласно которым при избытке оксида кальция в шихте (CaO/Si = 2,2-2,5) возможно восстановление магния из его оксида ферросилицием с образованием соединения Са3SiO5. Изучены особенности и параметры процесса восстановления магния, лабораторное моделирование которого проведено с использованием высокотемпературной установки, состоящей из электропечи, реторты из высоколегированной хромоникелевой стали, вакуум-насоса и вакуумметра. В ходе экспериментов в реторте поддерживали давление на уровне 0,1 кПа и температуру 1195 °С, в конденсаторе - температуру 475-500 °С. Шихту из обожженного доломита с ферросилицием (ФС 75) прессовали с усилием 1000 кг/см2 в брикеты цилиндрической формы (диаметр 20, высота 20-22 мм) весом 12,0-13,5 г. В ходе эксперимента были определены оптимальные параметры восстановления магния, при которых достигнут выход металлического магния 81,2 %. Установлено, что увеличение содержания оксида кальция в шихте до соотношения CaO:MgO:Si = 2,5:2:1 приводит к уменьшению выхода магния на 3 % и увеличению расхода шихты на 9,5 %. Выделенный в ходе переработки доломита магниевый конденсат имеет высокое качество (содержание магния 99,5 %), что позволяет рекомендовать его к использованию для производства сплавов без дополнительного рафинирования. Образующиеся ретортные остатки, содержащие, %: 57-60 СаО; 20-24 SiO2; 6,0-6,5 MgO; 3,8-4,0 Fe; 1,3-1,7 Al2O3, близки по составу к портландцементам и после отделения металлической составляющей могут быть использованы в качестве добавки в его производстве.