بررسي پارامترهاي موثر بر تصفيه منيزيم توليدي به روش ريتورت

STUDENT

DEGREE

YEAR

One of the most important thermal techniques used in the production of magnesium is Silicothermic method. But this method of magnesium is associated with impurities that resulting from the production process and raw materials, and may not be removed. The impurities in the mechanical (creep, fatigue, etc.) and chemical properties (corrosion resistance) of magnesium has a negative effect. So the purification process and the production of high purity magnesium ingots and homogenous are important. In this study, the morphology and the purity of magnesium is obtained from the retort furnace are studied. Also simultaneous influence type of flux, the relaxation time and metallurgical factors, including the amount of turbulence in the melt on the refining process was evaluated. For this purpose, the resistance furnace that Adjustable temperature up to 900 ° C and agitation was used. Beginning the furnace temperature to 710 ° C is set and then raw magnesium and flux is charged into the crucible. After melting magnesium mixer enter the melt and beginning to rotation with speed 193 rpm for time period of 5, 10 and 15 minutes. Then melt in periods of 5, 15, 30 and 45 minutes kept in the furnace and finally casting into the mold. To evaluate the structural phase samples and samples obtained from retort furnace used from optical microscope and scanning electron microscopy (SEM) equipped with electron diffraction spectroscopy system to EDS analysis and X-ray diffraction analysis (XRD) was used. The percentage of deposits in purified samples with using optical microscopy images and the software Clemex was determined. Also for optimize and determine the exact elements and impurities tests XRF and ICP were used. The results of this research show that the temperature of the condenser is the main factor affecting the speed of crystal growth and structural morphology magnesium obtained. As temperatures rise from the outlet of the condenser to the retort furnace, magnesium crystal grains are larger and will be more compact structure. Magnesium in different areas of the condenser has not been the same purity and some is variable. Magnesium formed at the outlet of the condenser has the lowest purity and the area near the retort furnace has most of the purity. However, by increasing the relaxation time of the melt in the purification process reduces the amount of impurities and remaining deposits in purified magnesium is smaller, more rounded shape and distribution is more uniform in the background. In the relaxation time as well as than 10 minutes or more than 30 minutes, increasing duration of melt stirring has little effect on the removal of impurities. The results showed that the use of flux with 5 and 15 weight percent of CaF2 has little effect on the removal of impurities and protect molten magnesium. But use of flux with a chemical composition 47MgCl2-28 KCl-15 NaCl-10CaF2 in relaxation time of 30 minutes and melt stirring for 5 minutes at speed 193 rpm and direct input of about 0.2% CaF2 can be increase purity magneisum around 99 percent to 99.9 percent. Keywords : Magnesium,

چکيده يکي اص ه وْتشيي س شٍ اّي حشاستي استفاد ضذ دس ت لَيذ ه يٌضين، س شٍ سيليک تَشهيک دس ک سَ اُّي سيت سَت است. اها ت لَيذ ه يٌضين ت ايي س شٍ تا اًخال?ي اّيي وّشا است ک اًضي اص فشاي ذٌ ت لَيذ ه اَد خام ا لٍي ت دَ لاتل حزف ضذى وًيتاضذ. ت ط سَي ک حض سَ ايي اًخال?ي اّ دس ه يٌضين هيت اَ ذً ت ضذت ه جٌش ت افت خ اَظ هکا يًکي )خضش، خستگي غيش (ُ ضيويايي ض دَ. لزا استماي کيفي ه يٌضين ت لَيذي ت ايي س شٍ هستلضم ت?في ت?ذي س يٍ هح? لَ تذست آهذ اص ک ذٌا سً سَ هشت طَ هيتاضذ. اتتذا دس ايي تحميک ه سَف لَ طَي هيضاى خل ظَ ه يٌضين تذست آهذ اص ک سَ سيت سَت ه سَد تشسسي لشاس گشفت است. سپس دس فشاي ذٌ ت?في ر تٍي تاثيش وّضهاى عًَ فلاکس، صهاى آساهص ? اَهل هتال سَطيکي اص جول هيضاى تلاطن دس هزاب س يٍ هيضاى تخليع ه يٌضين ه سَد تشسسي اسصياتي لشاس گشفت. ت ايي ه ظٌ سَ اص ک سَ هما هٍتي ک لاتليت ت ظٌين دها تا 000 دسج سا تًي گشاد سيستن وّضى ت دَ، استفاد ضذ. اتتذا دهاي ک سَ س يٍ 710 دسج سا تًيگشاد ت ظٌين ضذ سپس ه يٌضين خام فلاکس هشت طَ ت دس ىٍ ت تَ ضاسط هيض دَ. پس اص ر بٍ ضذى ه يٌضين دس ت تَ ،ِ وّضى اٍسد هزاب ضذ تا سش?ت rpm 45 دليم دس ىٍ 30 ،15 ، 15 دليم ضش عٍ ت چشخص هيک ذٌ. سپس هزاب ت هذت صهاى اّي 5 10 ، 103 ت هذت صهاى اّي 5 ک سَ گً داضت هي ض دَ دس اًْيت هزاب ت دس ىٍ لالة سيخت هي ض دَ. پس اص يافتي ت تْشيي تشکية فلاکس، سش?ت صهاى ت يْ ،ٌِ پاساهتش اّي هزک سَ دس آصهايطي جذاگا تکشاس ضذ پيص اص وّضدى ا?وال صهاى آساهص، کلسين فل سَايذ ت ط سَ هستمين دس ىٍ هزاب اٍسد ضذ. وّچ يٌي ت ه ظٌ سَ تشسسي فاصي ساختاسي وً اًَِّي تذست آهذ اص ک سَ سيت سَت وً اًَِّي ت?في ضذ ،ُ اص آصه ىَ اّي پشاش پشت ايکس ) XRD (، هيکش سٍک جَ سًَي الکتش يًٍ س تٍطي ) SEM ( هج ضْ ت سيستن اسپکتش سٍک پَي تفشق الکتش يًٍ ) EDS ( استفاد ضذ. دسغذ سس تَات دس وً اًَِّي ت?في ضذ تا استفاد اص ت?ا يٍش هيکش سٍکپي سًَي شًم افضاس کلوکس ت?ييي ضذ. وّچ يٌي ت ه ظٌ سَ ت يْ ساصي ت?ييي دليک ? اٌغش اًخال?ي اّ اص آصه دَى اّي XRF ICP استفاد گشديذ. تًايج حاغل اص ايي تحميک طًاى هيد ذّ ک دهاي ک ذٌا سً سَ فاکت سَ اغلي ه ثَش تش هيضاى عًَ ? اٌغش اًخال?ي، سش?ت سضذ کشيستال اّ ه سَف لَ طَي ساختاسي ه يٌضين تذست آهذ هيتاضذ. تا افضايص دها اص د اّ خش جٍي ک ذٌا سً سَ ت سوت ک سَ سيت سَت، دا اًِّي کشيستالي ه يٌضين تطکيل ضذ تضسگ تش ساختاس فطشد تُشي خ اَ ذٌّ يافت. ه يٌضين تطکيل ضذ دس اًَحي هختلف ک ذٌا سً سَ داساي خل ظَ يکساى ثً دَ تا حذي هتغيش هيتاضذ. ه يٌضين تطکيل ضذ دس د اّ خش جٍي ک ذٌا سً سَ داساي کوتشيي هيضاى خل ظَ اًحي ضًديک ت ک سَ سيت سَت تيطتشيي هيضاى خل ظَ سا داسد. ت اٌتشايي ه سَف لَ طَي هزک سَ ت اٌْ تش عًَ ? اٌغش اًخال?ي تاثيش داسد تلک هيت اَ ذً هيضاى همذاس آى اّ س ا يًض تحت تاثيش لشاس د ذّ. تيطتشيي هيضاى اًخال?ي اّ ضاهل ? اٌغش سيليسين، سذين، 0 دسغذ هيتاضذ. اص طشفي تًايج حاغل اص فشاي ذٌ ت?في ر تٍي /041 0/156 ،0/246 ،0/ س يٍ کلسين هي تاضذ ک همذاس آى اّ ت تشتية 371 طًاى هيد ذّ ک تا افضايص صهاى آساهص هزاب دس فشاي ذٌ ت?في اص هيضاى اًخال?ي اّ کاست هيض دَ سس تَات تاليها ذً دس ه يٌضين ت?في ضذ سيضتش، کش يٍتش ت صَيغ آى دس صهي يًض يک اٌَختتش هيگشدد. وّچ يٌي دس صهاى اّي آساهص کوتش اص 10 دليم يا تيطتش اص 30 دليم ،ِ افضايص هذت صهاى وّضدى هزاب تاثيش کوي دس حزف اًخال?ي اّ داسد. تًايج استفاد اص فلاکس اّي هختلف طًاى داد ک استفاد اص فلاکس اّي 15 دسغذ صٍيً فل سَيذ کلسين تاثيش کوي دس حزف اًخال?ي اّ هحافظت اص هزاب ه يٌضين داسد. اها استفاد اص فلاکس تا تشکية حا يٍ 5 ضيويايي 47MgCl2-28KCl-15NaCl-10CaF2 دس صهاى آساهص 30 دليم وّضدى هزاب ت هذت 5 دليم تا سش?ت 103 د سٍ تش دليم ا?وال 0 دسغذ صٍيً ضاسط ت دس ىٍ هزاب لادس هيتاضذ ک غلظت اًخال?ي اّي هزک سَ اص جول سيليسين، سذين، / هستمين فل سَيذ کلسين دس حذ دٍ 2 0 دسغذ کا صّ د ذّ. ت اٌتشايي تا استفاد اص س شٍ ت?في ر تٍي ت يْ ساصي /065 0/002 ،0/000 ،0/ س يٍ کلسين سا ت تشتية ت 003 00 دسغذ افضايص داد. / پاساهتش اّي رکش ضذ ،ُ هيت اَى خل ظَ ه يٌضين سا اص حذ دٍ 00 دسغذ ت 0 کلمات کليدي ه يٌضين، ت?في ،ِ فلاکس، اًخال?ي