شمش منیزیم
اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی
شمش منیزیم (Magnesium Ingot)
منیزیم (Mg) سبک‌ترین فلز ساختاری است که به صورت تجاری قابل دسترسی است. شمش منیزیم، شکل اولیه و استاندارد این فلز پس از استخراج و تصفیه است که آماده برای استفاده در فرآیندهای صنعتی بعدی است.
کاربرد اصلی و اهمیت:
منیزیم به دلیل سبکی استثنایی و خواص مکانیکی مطلوب، یک فلز حیاتی در صنایع نوین محسوب می‌شود:
صنعت خودروسازی و حمل و نقل: کاهش وزن: مهم‌ترین کاربرد منیزیم، در تولید قطعات خودرو، هواپیما، و دوچرخه است. استفاده از آلیاژهای منیزیم، وزن نهایی محصول را کاهش می‌دهد که منجر به کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشار آلاینده‌ها می‌شود. ریخته‌گری دایکاست: آلیاژهای منیزیم قابلیت ریخته‌گری عالی دارند و برای ساخت بدنه گیربکس، قطعات موتور، و رینگ‌ها استفاده می‌شوند.
آلیاژسازی با آلومینیوم: منیزیم یک افزودنی کلیدی در تولید آلیاژهای آلومینیوم (مثلاً در سری ۵۰۰۰ آلومینیوم) است و باعث افزایش استحکام و مقاومت به خوردگی آلومینیوم می‌شود.
متالورژی (اکسیژن‌زدایی): از منیزیم خالص در فولادسازی و تولید چدن برای گوگردزدایی و اصلاح ساختار مذاب استفاده می‌شود.
روش تولید شمش منیزیم (Magnesium Ingot)
- روش‌های تولید منیزیم به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: الکترولیتی و حرارتی-کاهشی.
روش پیرونیج (Pidgeon Process - حرارتی-کاهشی) این روش یکی از رایج‌ترین روش‌ها در آسیا است و بر اساس کاهش اکسید منیزیم توسط فروسیلیس در خلاء عمل می‌کند.
1- مواد اولیه: دولومیت (سنگ حاوی منیزیم کربنات و کلسیم کربنات) و فروسیلیس (به عنوان عامل کاهنده).
2- کلسیناسیون (Calcination): دولومیت در دمای بالا حرارت داده می‌شود تا اکسید منیزیم (MgO) و اکسید کلسیم (CaO) به دست آید.
3- واکنش کاهش: مخلوطی از کلسیم دولومیت (MgO و CaO) و پودر فروسیلیس در داخل ریتورت‌های فولادی (Retorts) وکیوم شده قرار داده می‌شود و تا دمای حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود.
4- تولید بخار منیزیم: فروسیلیس (سیلیسیم) با اکسید منیزیم واکنش داده و منیزیم به صورت بخار از ریتورت تبخیر می‌شود. واکنش: ( CaO ⋅ MgO ) + FeSi → Mg(g) +(CaO⋅SiO2)+Fe(CaO⋅MgO)+FeSi→Mg(g)+(CaO⋅SiO 2 (+Fe
5- تراکم و جمع‌آوری: بخار منیزیم در بخش سردتر ریتورت به صورت کریستال‌های جامد (Crowns) متراکم می‌شود.
6- ذوب و ریخته‌گری: این کریستال‌ها جمع‌آوری شده و دوباره ذوب می‌شوند، سپس ناخالصی‌ها از آن جدا شده و در نهایت در قالب‌های شمش منیزیم ریخته می‌شوند. ب)
- روش الکترولیتی (Dow Process) این روش که قبلاً بسیار رایج بود، بر پایه الکترولیز نمک مذاب کلرید منیزیم (MgCl 2 MgCl 2) است.
1- استخراج کلرید منیزیم: از آب دریا، آب نمک، یا دولومیت، MgCl 2 MgCl 2 تهیه می‌شود.
2- الکترولیز: MgCl 2 MgCl 2 در حالت مذاب الکترولیز می‌شود. جریان برق قوی از مذاب عبور داده می‌شود و منیزیم مذاب در کاتد جمع شده و گاز کلر در آند آزاد می‌شود. واکنش: MgCl 2 → Mg + Cl 2 MgCl 2 →Mg+Cl 2
3- ریخته‌گری: منیزیم مذاب جمع‌آوری شده و برای تولید شمش‌های استاندارد، در قالب‌ها ریخته می‌شود.