1、第11頁共11頁2022年硅熱法煉鎂的節能和清潔能源解決方案20世紀_年代中期以來，為適應全球可持續發展的要求，鎂及鎂合金的研發及應用進入高速增長期。在此期間，憑借資源、能源和成本優勢，中國鎂工業發展強勁，迅速控制了全球原鎂的供應。據海關統計，_年中國鎂產品出口量_萬t，約占全球總發貨量的_。中國原鎂產量的_是經由硅熱還原或稱做PidgeonProcess的方法生產的，并被預測是未來中國最主要的金屬鎂生產方式。有關專家擔心，如果不能保證高質量和相對穩定的原料供給，鎂應用產業很可能出現整體萎縮。因而，部署在中國各地鎂廠的臥式皮江法還原裝置，就是不能不受到人們的強烈關注。這種生產設施具有工藝路線簡

2、單，工藝參數較易調控的優點，然而也具有還原過程傳質傳熱差，熱效率低的明顯弱點，從而限制了皮江法鎂廠的生產規模。1皮江法煉鎂的熱化學皮江法煉鎂的熱還原反應是在臥式原罐中進行的，總反應的化學計量方程由(1)式給出：2MgO2CaO+Si(Fe)Ca2SiO4+2Mg+Fe(1)反應式(1)的自由能函數G與溫度T的關系由式(2)給出：G=115600+11.74TlogT-100.38T(2)反應熱H與溫度T的關系見(3)式：H=115600-5.098T(3)由(2)式可知此還原反應的臨界溫度Tc。若使反應(1)正向進行，反應溫度必須大于臨界值Tc，溫度越高，或提高反應速度越顯著，反應(1)就越能

3、夠進行到底。真實的還原過程是在真空下進行的，這樣一來大大降低了臨界溫度Tc，并提供了鎂蒸氣的傳輸通道，但也降低了反應物料的熱傳遞效率，并形成皮江法生產中復雜及其特殊的真空熱還原機理。2試驗裝置簡介本試驗利用生產裝置，試驗內容與生產同步進行。還原反應裝置由臥式還原罐、加熱爐和真空系統組成。圖1是還原罐結構示意圖，罐內填裝原料，罐外加熱。將煅燒后的白云石與一定比例的硅鐵、螢石充分磨細混勻后壓成球形，定量裝入罐中，密閉罐口；同時啟動真空排氣和還原爐加熱，使罐內真空度達到13.3Pa調節不同反應溫度和反應持續時間的條件下，由單罐產量考察還原反應的轉化效率。能耗由生產統計報表分析得出。3結果與討論3.1

4、燃煤還原爐和燃氣還原爐的比較我國鎂產業體系的能源結構以煤為主，煉鎂還原爐有兩種爐型，分別以發生爐煤氣和原煤作燃料。圖2是一種燃氣還原爐的結構簡圖，從環保角度考慮，專業設計院傾向于推薦這種爐型。但是近幾年來，為了降低燃料費用和噸鎂投資成本，各生產廠家不愿選用燃氣爐型，以至于九成以上的新建還原爐均為直接燃煤的爐型，從而加劇了煙塵污染。這兩種爐型的生產工藝參見下表。分析下表數據可知，兩種還原爐各有優勢，但燃氣爐仍具有明顯優勢，這為后續開展的工藝技術改造奠定了基礎。燃氣還原爐的劣勢是需要增加制氣工段，常見的煤氣發生爐用無煙煤制氣，增大了噸鎂成本。這就是本文要重點解決的問題。3.2節能還原爐操作制度的改

5、進還原工序是皮江法煉鎂的重點耗能部位，據熱平衡估算，有_個現象值得注意。一是還原爐加熱所需的燃料消耗，約占煉鎂生產過程燃料總消耗的2/3；二是還原爐能耗中，用于加熱原料球團和提供反應熱的能量，僅分別占還原爐總能耗的_和_；而無效熱損失卻高達_。現有的皮江法工藝，間接加熱還原罐內的球團原料，導致熱量的有效利用率大幅下降，這是無法改變的工藝現狀。關于取代傳統皮江法落后工藝裝備的方案，我們將另文陳述。本文希望強調，還原工序節能的空間還很大，工程技術人員完全可以因勢利導，有所作為。理論分析和實踐表明，消除煉鎂還原爐污染的最佳途徑可包含兩個要素：第一是節能，即通過降低噸鎂燃料消耗來減少排放；第二是采用無

6、污染清潔能源。鎂廠可根據自身條件，選擇施行。仔細分析上表中兩類還原爐的性能特征，可知選用燃氣爐作為皮江法還原工序的主體爐型，是實現清潔化節能方案的必要條件，在清潔化改造中將會被淘汰。為了確定燃氣爐生產過程的最佳工藝制度，本文分別考察了還原周期為6、7、8、9、10h條件下的單位爐和單罐產量。結果表明，在其它工藝規程被嚴格遵守的生產條件下，這些還原時間有很大差別的還原過程，并不和產量構成正比關系。由于燃氣爐準備工序耗時少，升溫快，空燒時間短；爐內溫度均勻，易實現自動控制。這些優勢可使燃氣爐在8h周期內保持穩定生產。燃氣還原爐實現8h生產周期對降低煙氣排放有重要意義，這主要是通過降低能耗，減少無效

7、運行時間來實現的。從常見的12h壓縮至8h，即每天可以多產出一個班次，生產效率明顯提高。3.3清潔燃料方案常見的清潔燃料是發生爐煤氣和天然氣。兩者的成本或價格較貴，已不能為利潤率較低的鎂冶煉行業所接受。本文提供的實用方案見圖3。該方案的特點是將硅熱法煉鎂和與其相關的焦化、硅鐵冶煉組合到一起，煉鎂燃料來自焦化的放空煤氣。產品相互關聯穿插，延伸了產業鏈。利用焦爐煤氣并采用圖3所示的工藝流程，是當前鎂冶煉實現重大技術革新的清潔化產業方案。在寧、晉建設的示范化工廠已取得良好的經濟效益和技改經驗。以年產_萬t原鎂為例，僅回收煤氣一項，每年可節約煤炭_萬t，減少燃煤費用_萬元；無煙氣排放，對環境無害。另據

8、中國有色金屬報_年_月_日報道，山西和陜西年產焦炭_億t，副產焦爐煤氣_被放空，國內皮江法鎂廠正在向富產焦爐煤氣的地區轉移集中。4結語降低能耗、提高資源利用率是實現皮江法煉鎂清潔化生產的重要措施。本文針對皮江法工藝現狀提供了一套經實踐證實的產業化聯動方案、該方案的特點是：一、通過節能降耗和縮短生產周期的方式降低熱能和廢氣排放，使還原反應周期從12h縮短到8h；二、以改造后的燃氣為還原爐為主體設備，回收廢棄的焦爐煤氣作為清潔燃料，將煉鎂、焦化、硅鐵冶煉組成的一個具有交叉互補功能的產業鏈，提升了皮江法煉鎂的工藝和裝備水平。2022年硅熱法煉鎂的節能和清潔能源解決方案（二）1活動時間：_年_月_日_

9、年_月_日活動適用對象：_年_月前簽約并完成簽約任務的客戶。臨促活動物料支持：政策方案：費用使用說明和核銷政策：1.參加活動的經銷商需要將參加的活動金額和促銷物料的費用一次匯入公司;2.參加活動的經銷商，公司將會通過_后臺統計各個區域經銷商的活動執行情況;3.經銷商必須在_年_月_日前提交活動照片。對符合公司要求規定的經銷商公司將于_年_月_日統一核銷促銷物料的費用，所核銷的費用以貨抵款的形式在次月返還。4.參加此活動的經銷商不能同時享受每批貨_%的物料支持政策。5.新開經銷商首批進貨不能參加此次活動。6.特價產品不享受此次活動。附：現場活動開展形式說明：1.掃碼_。參加終端促銷活動的消費者需

10、_斯米利亞硅藻泥_平臺。2.獲得邀請卡：成功_的消費者回復：區域+姓名;就可以獲得此次活動的_邀請卡。3.享受活動。消費者憑活動邀請卡的活動_就可以參加此次促銷活動。2022年硅熱法煉鎂的節能和清潔能源解決方案（三）(1)技術準備1)編制墻面硅藻泥施工方案，并對工人進行書面技術及安全交底。2)施工前應_進行樣板施工，樣板經確認后方可進行大面積施工。(2)材料準備1)硅藻泥。符合設計要求的硅藻泥，應有產品合格證及檢測報告、產品說明書、環保指標達到國家有關標準。2)基層膩子。采用耐水膩子粉。3)界面劑。采用界面劑。(3)施工機具腳手架、小鐵鍬、擦布、開刀、膠皮刮板、鋼片刮板、膩子托板、掃帚、小桶、

11、大桶、排筆、刷子(4)施工作業條件1)保證基面平整、密實、清潔，含水率小于_%，ph值小于10，陰陽角及線條橫平堅直;基層的偏差應小于_mm。2)抹灰作業全部完成，過墻的管道、洞口、陰陽角等處應提前抹灰找平修整，并充分干燥。3)將混凝土過梁、梁墊、圈梁、混凝土柱、梁等表面突出部分剔平，將蜂窩、麻面、露筋、疏松部分剔到實處，并刷膠粘性素水泥或界面劑。然后用1：3的水泥砂漿分層抹平。腳手眼和廢氣的孔洞應堵嚴，外露鋼筋頭、鉛絲頭及木頭等要剔除并做防銹處理，窗臺磚補齊，墻與樓板、梁底等交接處應用斜磚砌嚴補齊。4)硅藻泥施工前應熟悉圖紙、設計說明及其他設計文件，制定方案，做好樣板間，經檢驗達到要求標準后

12、方可正式施工。5)膩子前應先搭好腳手架或準備好高馬凳，架子應離開墻面2025cm，便于操作。6)做好樣板間，并經檢查鑒定合格后，方可_大面積施工。施工工藝(1)施工工藝流程清理墻面。先將墻面灰塵、漿粒清理干凈，用石膏將墻面磕碰處及坑洼縫隙等找平，干燥后用砂紙將凸出處磨掉，將浮塵掃凈。對于硅鈣板墻面，要先將硅鈣板接縫處進行嵌縫處理。不同材料交接處用的確良布，寬度不小于_mm。對于結構偏差較大的部位，應采用底層+面層粉刷石膏，每層厚度不得超過_mm，待干燥后再進行下一遍。平整度達到要求后，再進行膩子施工。2)耐水膩子準備調配：按照耐水膩子粉：水=1：0.40.5的比例大致攪拌均勻，放置10_分鐘后

13、，再次充分攪拌均勻即可使用。3)刮耐水膩子。墻面耐水膩子的遍數可由墻面平整程度決定，一般情況為三遍。第一遍用膠皮刮板橫向滿刮，一刮板緊接著一刮板，接頭不得留茬，每刮一板最后收頭要干凈利落。干燥后磨砂紙，將浮膩子及斑跡磨光，再將墻面清掃干凈。第二遍用膠皮刮板豎向滿刮，所用材料及方法同第一遍膩子，干燥后砂紙磨平并清掃干凈。第三遍用膠皮刮板找補膩子或用鋼片刮板滿刮膩子，將墻面刮平刮光，干燥后用細砂紙磨光，不得遺漏或將膩子磨穿。每遍膩子厚度不宜過大，刮頭遍膩子找平時，膩子厚度為0.5_mm要均勻平整。厚度不應大于_mm，一般為1_mm。膩子以刮實壓光為主，刮實均勻，有光滑效果，對于結痕和不平處，用砂紙

14、打磨。1)首先根據施工量準備清水，在攪拌容器中加入施工用水量_%的清水，然后倒入康力硅藻泥干粉浸泡，浸泡后用電動攪拌機攪拌約_分鐘，攪拌同時加入另外_%的清水，充分攪拌均勻后方可使用。加水攪拌后的產品最好當天使用完畢。在專業技術人員根據現場氣候條件制定硅藻土配方，按廠家提供的方法在原材料中按比例加入清水，并現場攪拌一定時間，讓混合物充分溶解、反應完全;現場攪拌方法：a.在大容器內先倒9成清水，然后倒入硅藻泥粉體。b.用小型高速攪拌機充分攪拌。c.攪拌時利用剩水(1成)調整。2)硅藻泥分兩遍涂抹完成，第一遍(厚度約_毫米)完成后約_分鐘(根據現場氣候情況而定，以表面不粘手為宜，有露底的情況用料補

15、平)，涂抹第二遍(厚度約_毫米)。涂抹后用抹刀收光，然后用工具制作圖案，圖案制作時間較長，部分圖案在完成后需再次收光。硅藻泥施工環境要求1)施工時相對濕度必須小于_%，基面含水率小于_%;2)面料施工溫度-540，夏天避免在陽光直射處施工;3)不宜在5以下環境中施工;4)下雨、下雪、冰雹等惡劣天氣禁止室外施工;5)如遇到其他技術問題則立即請我公司技術人員處理。硅藻泥施工注意事項1)對于空鼓或出現裂紋的基底須預先處理，清潔后對基底涂刷二遍膩子。2)施工過程中避免強風直吹及陽光直接曝曬，以自然干燥為宜。3)本品屬水溶性飾面材料，不能用于直接受水浸淋的地方。4)天然原材料物理性狀包括其顏色存在一定差

16、別是正常現象，不影響產品質量。5)硅藻泥不宜在5以下環境施工。硅藻泥切勿食用，避免進入眼睛。6)與兒童保持安全存放距離，使用時加強勞動保護。7)施工前做好已有成品的保護工作，施工面以外的地方預先用養生材料進行保護。8)對于空鼓或出現裂紋的基底須預先處理，必要時對基底涂刷滿油或預刮下涂材。9)嚴格按規定比例添加清水，并用電動攪拌機充分攪拌均勻。10)施工過程中避免陽光直接曝曬。11)因需要熟練工藝才能做出精彩造型，須請專門技師施工。12)開啟后應盡早使用完。13)室內專用材料，不能用于室外。14)不得另外添加其他成分。15)必須使用干凈的清水。16)嚴格按標準量添加清水，以免引起飾面色差。17)

17、攪拌初始可能比較粘稠費力，只需繼續攪拌即可涂刷。18)儲存及運輸時防水、防潮。避免直接放在潮濕的地面上。成品保護(1)膩子涂料工程的工序與其他工序要合理安排，避免涂料工序后其他工序進行修補工作。(2)刷涂料時室內門窗、玻璃、水暖管線、電氣開關盒、插座和燈座及其他設備不刷的部位，及時用廢報紙或塑料薄膜遮蓋好。(3)移動漿桶、噴漿機等施工工具時嚴禁在地面上拖拉，防止損壞地面。(4)漿膜干燥前，應防止塵土玷污和熱氣侵襲。(5)拆架子或移動高凳應注意保護好已刷漿墻面。安全環保措施(1)高度超過_m應按規定搭設腳手架。施工前要進行檢查牢固。使用的人字梯應四角落地，擺放平穩，梯腳應設防滑橡皮墊和保險鏈。人字梯上鋪設腳手板，腳手板兩端搭設長度不得小于20cm，腳手板中間不得同時兩人操作。梯子挪動時，作業人員必須下來，嚴禁站在梯子上踩高蹺式挪動，人字梯頂部鉸軸不準站人，不準鋪設腳手板。人字梯應經常檢查，發現開裂、腐朽、楔頭松動、缺檔等，不得使用。(2)操作前檢查腳手架和跳板是否搭設牢固，高度是否滿足操作要求，合格后才能上架操作，凡不符合安全之處應及時修整。(3)禁止穿硬底鞋、拖鞋、高跟鞋在架子上工作，架子上人不得集中在一起，工具要擱置穩定，以防止墜