بررسی پارامترهای موثر بر تصفیه منیزیم تولیدی به روش ریتورت

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,

یکی اص ه وْتشیی س شٍ اّی حشاستی استفاد ضذ دس ت لَیذ ه یٌضین، س شٍ سیلیک تَشهیک دس ک سَ اُّی سیت سَت است. اها ت لَیذ ه یٌضین ت ایی س شٍ تا اًخال?ی اّیی وّشا است ک اًضی اص فشای ذٌ ت لَیذ ه اَد خام ا لٍی ت دَ لاتل حزف ضذى وًیتاضذ. ت ط سَی ک حض سَ ایی اًخال?ی اّ دس ه یٌضین هیت اَ ذً ت ضذت ه جٌش ت افت خ اَظ هکا یًکی )خضش، خستگی غیش (ُ ضیویایی ض دَ. لزا استمای کیفی ه یٌضین ت لَیذی ت ایی س شٍ هستلضم ت?فی ت?ذی س یٍ هح? لَ تذست آهذ اص ک ذٌا سً سَ هشت طَ هیتاضذ. اتتذا دس ایی تحمیک ه سَف لَ طَی هیضاى خل ظَ ه یٌضین تذست آهذ اص ک سَ سیت سَت ه سَد تشسسی لشاس گشفت است. سپس دس فشای ذٌ ت?فی ر تٍی تاثیش وّضهاى عًَ فلاکس، صهاى آساهص ? اَهل هتال سَطیکی اص جول هیضاى تلاطن دس هزاب س یٍ هیضاى تخلیع ه یٌضین ه سَد تشسسی اسصیاتی لشاس گشفت. ت ایی ه ظٌ سَ اص ک سَ هما هٍتی ک لاتلیت ت ظٌین دها تا 000 دسج سا تًی گشاد سیستن وّضى ت دَ، استفاد ضذ. اتتذا دهای ک سَ س یٍ 710 دسج سا تًیگشاد ت ظٌین ضذ سپس ه یٌضین خام فلاکس هشت طَ ت دس ىٍ ت تَ ضاسط هیض دَ. پس اص ر بٍ ضذى ه یٌضین دس ت تَ ،ِ وّضى اٍسد هزاب ضذ تا سش?ت rpm 45 دلیم دس ىٍ 30 ،15 ، 15 دلیم ضش عٍ ت چشخص هیک ذٌ. سپس هزاب ت هذت صهاى اّی 5 10 ، 103 ت هذت صهاى اّی 5 ک سَ گً داضت هی ض دَ دس اًْیت هزاب ت دس ىٍ لالة سیخت هی ض دَ. پس اص یافتی ت تْشیی تشکیة فلاکس، سش?ت صهاى ت یْ ،ٌِ پاساهتش اّی هزک سَ دس آصهایطی جذاگا تکشاس ضذ پیص اص وّضدى ا?وال صهاى آساهص، کلسین فل سَایذ ت ط سَ هستمین دس ىٍ هزاب اٍسد ضذ. وّچ یٌی ت ه ظٌ سَ تشسسی فاصی ساختاسی وً اًَِّی تذست آهذ اص ک سَ سیت سَت وً اًَِّی ت?فی ضذ ،ُ اص آصه ىَ اّی پشاش پشت ایکس ) XRD (، هیکش سٍک جَ سًَی الکتش یًٍ س تٍطی ) SEM ( هج ضْ ت سیستن اسپکتش سٍک پَی تفشق الکتش یًٍ ) EDS ( استفاد ضذ. دسغذ سس تَات دس وً اًَِّی ت?فی ضذ تا استفاد اص ت?ا یٍش هیکش سٍکپی سًَی شًم افضاس کلوکس ت?ییی ضذ. وّچ یٌی ت ه ظٌ سَ ت یْ ساصی ت?ییی دلیک ? اٌغش اًخال?ی اّ اص آصه دَى اّی XRF ICP استفاد گشدیذ. تًایج حاغل اص ایی تحمیک طًاى هید ذّ ک دهای ک ذٌا سً سَ فاکت سَ اغلی ه ثَش تش هیضاى عًَ ? اٌغش اًخال?ی، سش?ت سضذ کشیستال اّ ه سَف لَ طَی ساختاسی ه یٌضین تذست آهذ هیتاضذ. تا افضایص دها اص د اّ خش جٍی ک ذٌا سً سَ ت سوت ک سَ سیت سَت، دا اًِّی کشیستالی ه یٌضین تطکیل ضذ تضسگ تش ساختاس فطشد تُشی خ اَ ذٌّ یافت. ه یٌضین تطکیل ضذ دس اًَحی هختلف ک ذٌا سً سَ داسای خل ظَ یکساى ثً دَ تا حذی هتغیش هیتاضذ. ه یٌضین تطکیل ضذ دس د اّ خش جٍی ک ذٌا سً سَ داسای کوتشیی هیضاى خل ظَ اًحی ضًدیک ت ک سَ سیت سَت تیطتشیی هیضاى خل ظَ سا داسد. ت اٌتشایی ه سَف لَ طَی هزک سَ ت اٌْ تش عًَ ? اٌغش اًخال?ی تاثیش داسد تلک هیت اَ ذً هیضاى همذاس آى اّ س ا یًض تحت تاثیش لشاس د ذّ. تیطتشیی هیضاى اًخال?ی اّ ضاهل ? اٌغش سیلیسین، سذین، 0 دسغذ هیتاضذ. اص طشفی تًایج حاغل اص فشای ذٌ ت?فی ر تٍی /041 0/156 ،0/246 ،0/ س یٍ کلسین هی تاضذ ک همذاس آى اّ ت تشتیة 371 طًاى هید ذّ ک تا افضایص صهاى آساهص هزاب دس فشای ذٌ ت?فی اص هیضاى اًخال?ی اّ کاست هیض دَ سس تَات تالیها ذً دس ه یٌضین ت?فی ضذ سیضتش، کش یٍتش ت صَیغ آى دس صهی یًض یک اٌَختتش هیگشدد. وّچ یٌی دس صهاى اّی آساهص کوتش اص 10 دلیم یا تیطتش اص 30 دلیم ،ِ افضایص هذت صهاى وّضدى هزاب تاثیش کوی دس حزف اًخال?ی اّ داسد. تًایج استفاد اص فلاکس اّی هختلف طًاى داد ک استفاد اص فلاکس اّی 15 دسغذ صٍیً فل سَیذ کلسین تاثیش کوی دس حزف اًخال?ی اّ هحافظت اص هزاب ه یٌضین داسد. اها استفاد اص فلاکس تا تشکیة حا یٍ 5 ضیویایی 47MgCl2-28KCl-15NaCl-10CaF2 دس صهاى آساهص 30 دلیم وّضدى هزاب ت هذت 5 دلیم تا سش?ت 103 د سٍ تش دلیم ا?وال 0 دسغذ صٍیً ضاسط ت دس ىٍ هزاب لادس هیتاضذ ک غلظت اًخال?ی اّی هزک سَ اص جول سیلیسین، سذین، / هستمین فل سَیذ کلسین دس حذ دٍ 2 0 دسغذ کا صّ د ذّ. ت اٌتشایی تا استفاد اص س شٍ ت?فی ر تٍی ت یْ ساصی /065 0/002 ،0/000 ،0/ س یٍ کلسین سا ت تشتیة ت 003 00 دسغذ افضایص داد. / پاساهتش اّی رکش ضذ ،ُ هیت اَى خل ظَ ه یٌضین سا اص حذ دٍ 00 دسغذ ت 0 کلمات کلیدی ه یٌضین، ت?فی ،ِ فلاکس، اًخال?ی