مقدمه

منیزیوم اکساید مهم ترین ترکیب صنعتی منیزیوم به شمار می آید که کاربرد بسیاری در صنایع فولاد و آجرکاری دارد. هم چنین کاربرد مهم دیگر آن به صنایع مربوط به تولید خوراک حیوانات مربوط می شود. دو روش اصلی برای تولید این محصول وجود دارد که روش پیشنهادی این شرکت فرایند تولید خشک با استفاده از منیزیوم کربنات به عنوان ماده اولیه است. این ماده از معادن مگنزیتی قابل حصول است. روش خشک به دلیل مصرف انرژی کمتر و سهولت تولید در دهه های گذشته جای روش تولید تر را گرفته است.

منیزیوم اکساید که « مگنزیا » یا « پریکلس » نیز نامیده می شود ماده ای با خلوص بسیار بالا است که نقطه ذوب آن 2800 درجه سانتی گراد است. به همین علت در صنایع آجرکاری کوره های دمابالا کاربرد بسیاری یافته است. مگنزیا در سه گرید مختلف DBM، CCM و FM یافت می شود که مقدار MgO موجود در آن در بازه 55 الی 98 % است.

کاربردهای اصلی:

• در صنایع فولاد به عنوان اینترنال کوره های الکتریکی قوسی ، کانورتورهای فولادی یا ماشین آلات انتقال
• در صنایع سیمان برای اینترنال های پیش گرمکن ها، کولرها و کوره های پخت محصولات سرامیکی (Kilns)
• در صنایع فولادهای غیرآهنی به عنوان اینترنال کوره
• در صنایع مربوط به تولید شیشه

شرح فرایند

مگنزیا به وسیله انجام واکنش مگنزیت در کوره های چندگانه کلینزی تولید می شود. واکنش شیمیایی تولید مگنزیا به صورت زیر است:

MgCO₃                MgO + CO₂

واکنش در دمای 700 درجه سانتی گراد شروع شده و منیزیوم کربنات در این درجه حرارت دی اسیدیفای شده و گاز کربن دی اکساید آزاد می شود. محصول این فرایند تف جوش یا سینتر خام نام دارد.

اگر مگنزیت اولیه دارای مقدار ناخالصی بالای آهنی باشد پس از خروج مواد به کوره باید عملیات آماده سازی روی آن انجام شود. ماده اولیه نخست به صورت پودر آسیابی در آمده و سپس عملیات جداسازی مگنتیکی برای جدا کردن مقادیر آهنی انجام خواهد شد. در این مرحله نخست دمای سینتر خام به دمای محیط می رسد و سپس به وسیله جداکننده الکترومگنتیکی آهن آن جدا خواهد شد.

ماده دیگری که مقدار آن باید در سینتر خام بررسی شود آهک است. میزان کم آن در سینتر موجب کاربرد آن به عنوان آجرهای کوره خواهد شد در حالی که مقدار بالای آهک موجب شکنندگی آجرهای رفرکتوری خواهد شد.

شکل 1 بلاک دیاگرام تولید ماده را نشان می دهد. مراحل تولید به اختصار به شرح زیر است:

1. بارگیری و دپوی ماده اولیه (سنگ مگنزیت)
2. عملیات کراشینگ و خردایش
3. عملیات پخت در کوره کلینز در دمای 700 درجه که مجهز به سیستم جمع آوری غبارات است.
4. خنک سازی سینتر خام تولیدی در دمای محیط
5. جداسازی آهن به وسیله جداکننده الکترومگنتیکی
6. کنترل میزان آهک موجود در سینتر به وسیله Chemical Treatment
7. دانه بندی و بسته بندی محصول

شکل 1- بلاک دیاگرام تولید مگنزیا

تکنولوژی پخت:

تکنولوژی های مختلفی برای کوره کلینز وجود دارد که پیشنهاد مشاور استفاده از سیستم کلینز دوار به همراه پیش گرمکن است. در این تکنولوژی مواد اولیه به ناحیه پیش گرمکن کوره وارد می شوند. در این جا عملیات پیش گرمکنی برای دی اسیدیفای کردن ابتدائی توسط گاز داغ مشعل که صورت Counter-Current جریان می یابد انجام می شود. در طول این فرایند ذرات ریزی که توسط گاز حمل شده اند توسط یک توری جمع آوری شده تا از سیستم خارج نشوند.

در قسمت اصلی مواد با دمای 1600 تا 2200 درجه سانتی گراد به مدت 8 الی 16 ساعت حرارت می بینند. در مرحله نهایی مواد در قسمت خنک کن تا دمای 200 درجه خنک می شوند . جزئیات دماهای ورودی و خروجی در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 2- بلاک دیاگرام کوره کلینز تولید مگنزیا

هم چنین شکل 3 به صورت شماتیک نمائی از کوره کلینز پخت مگنزیا را نشان می دهد. باید توجه داشت که گاز خروجی از کوره کلینز شامل غبارات است که برای جمع آوری آن استفاده از سیستم سیکلون های خشک و بگ فیلتر یا فیلتر الکترواستاتیکی الزامی است.

شکل 3- نمای شماتیک کوره کلینز