منیزیم، فلز سبک و بسیارفعالی است که در آلیاژ کردن با فلزهای گوناگون و ساختن قطعات صنعتی، کاربردهای فراوان دارد. مصارف شیمیایی منیزیم، بخصوص استفاده از آن در تولید فلزهای گرانبهایی همچون توریوم، هافنیوم، برلیوم، اورانیوم و زیرکونیوم، براهمیت این فلز افزوده است . ایران دارای منابعی بزرگ و با کیفیت عالی از منیزیت و دولومیت است که به عنوان مواد اولیه تولید منیزیم بکارمیروند، اماتاکنون درباره منیزیم و تولید آن، پژوهشها و اقدامهای عملی لازم صورت نگرفته‌است . امیداست که تحقیق حاضر مقداری از این خلاء را پرکند. هدف اصلی این پروژه بررسی سینتیک و ترمودینامیک واکنش دولومیت کلسینه شده با فروسیلیکان و تعیین مکانیزم واکنش است . دراین پژوهش ، پس از آماده کردن راکتور و مواد آزمایش ، آزمایشهای احیای منیزیم از دولومیت درفضای کنترل شده و در دو فشار متفاوت (یک اتمسفر و 15ˆ0 اتمسفر)، انجام شد. درهریک از فشارهای آزمایش در سه دمای 1200c، 1400c و 1600c صورت گرفت و با تغییر طول زمان احیا، میزان پیشرفت واکنش درحالتهای مختلف بررسی گردید، آزمایشهایی نیز توسط میکروسکپ الکترونی (SEM) و میکروپروپ (EPMA) برروی مواد اولیه، مواد باقیمانده از واکنش ومواد تولید شده انجام گرفت که از مجموعه این آزمایشها نتایج ذیل حاصل شد. واکنش غیرهمگن دولومیت با فروسیلیکان، توسط یک فاز واسط گاز که احتمالا Sio است انجام میگیرد. فشار این فاز واسط بسیار کم است‌و حداقل در 70 درصد تبدیل انتقال ماده، توسط این فاز کنترل کننده واکنش‌است . محصول واکنش متخلخل واسفنجی است ، بنابراین نفوذ در جامد در کلیه مراحل، کنترل کننده واکنش نیست گرچه ممکن است در درجه‌های تبدیل کوچک به مقدار زیاد کنترل کننده باشد. کنترل کننده، بودن واکنش فصل مشترک ، نیز چون در درجه تبدیلهای کوچک با نتایج آزمایش مطابقت نداشت ، مورد تائید قرار نگرفت . براین اساس یک مدل دومرحله‌ای - که مرحله اول آن با نتایج آزمایش تطابق زیادی دارد برای توجیه مکانیزم واکنش پیشنهاد شد که دراین مدل، فرمول زیر رابطه بین x و t را بیان میکند. (=x درجه تبدیل) A[3/2+zx3/2(zx+1)2/3]=K1t لازم به توضیح است که Z و A تابع خصوصیات فیزیکی مواد میباشند. نتایج آزمایش و آنالیز برروی مدل فوق نشان میدهد که افزایش دما سبب افزایش سرعت واکنش ، وافزایش فشار سبب کاهش آن میگردد. همچنین با بزرگ شدن اندازه دانه‌های واکنش کننده و متراکم شدن بریکتهای اولیه، سرعت واکنش کم میشود. واکنش در دو مرحله موضعی و پوسته‌ای انجام میگیرد. در مرحله اول، به شکل پراکنده و موضعی نقاطی از بریکت واکنش میکند و دراین نقاط منیزیم احیا میشود و در مرحله دوم، واکنش به صورت یک پوسته از سطح به سمت مرکز بریکت پیش میرود و Mgo باقیمانده را احیا می‌نماید. آزمایشها نشان میدهند که انجام واکنش مشتمل بر سه مرحله به صورت زیراست وبامدلهایی که قبل از این ارائه شده بودند تفاوت میکند. تبدیل سیلیکان جامد به گاز si(s)-->si(g) مرحله اول احیای کلسیم si(g)+cao-->ca(g)+sio مرحله دوم احیای منیزیم 2ca(g)+sio(g)+3Mgo(s)-->ca2sio4+3Mg مرحله سوم کلسیم دراین واکنش وظیفه عمده‌ای رابه عهده دارد دریک مرحله باتشکیل فازگذرا احیا میشود و در مرحله بعد به عنوان احیاکننده عمل کرده با اکسیدشدن خود منیزیم را احیامیکند.
پایان‌نامه . دولتی - وزارت علوم، تحقیقات، و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس . 1368 . کارشناسی ارشد
موضوع: فنی و مهندسی > مهندسی متالورژی و مواد
استاد راهنما: خطیب الاسلام صدرنژاد | دانشجو: محمدجعفر هادیان فرد
