فرآوری شمش منیزیم

منیزیم به عنوان یکی از فلزات کاربردی شناخته می شود. سبکی، استحکام نسبی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت بازیافت آن را به گزینه ای ایده آل برای صنایع خودرو سازی، هوا فضا، الکترونیک و پزشکی تبدیل کرده است. رشد تقاضای جهانی برای کاهش وزن وسایل نقلیه، افزایش بهره وری انرژی و کاهش آلایندگی های زیست محیطی، منجر به گسترش چشمگیر استفاده از منیزیم در سال های اخیر بوده. در ادامه این مطلب به فرآوری شمش منیزیم و چگونگی استخراج مواد اولیه می پردازیم…

استخراج مواد اولیه

مرحله اول از فرآوری شمش منیزیم که استخراج مواد اولیه است نقش بنیادین در کیفیت و صرفه جویی اقتصادی کل فرآیند دارد.

مواد اولیه اصلی برای تولید شمش منیزیم عبارت اند از:

• دولومیت
• منیزیت
• همچنین در برخی مناطق از آب دریا و نمک های منیزیم دار هم نیز استفاده می کنند

فرآیند استخراج این مواد معمولا از طریق عملیات معدنی رو باز انجام می گیرد زیرا عمده ذخایر دولومیت و منیزیت به صورت لایه های سطحی و یا نزدیک به سطح زمین قرار دارند. به همین دلیل استخراج رو باز رایج ترین روش است.

آماده سازی مواد اولیه

پس از استخراج سنگ های معدنی، مرحله آماده سازی مواد اولیه اهمیت زیادی در کیفیت و بازدهی تولید شمش منیزیم دارد. این مرحله شامل چند گام می باشد:

• خردایش و دانه بندی

سنگ های استخراج شده ابتدا به وسیله دستگاه های سنگ شکن به ابعاد کوچک تر تبدیل شده و سپس طی عملیات سرد کردن دانه بندی می شوند. هدف از این مرحله دستیابی به اندازه ذرات یکنواخت برای بهبود راندمان کلسیناسیون و واکنش های بعدی است.

• کلسیناسیون

ماده معدنی خرد شده در کوره های دوار یا عمودی در دمای 700 تا 1000 درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند. در این فرآیند منیزیت به اکسید منیزیم و دی اکسید کربن تجزیه میشود. دولومیت نیز به ترکیبات اکسیدی تبدیل می گردد. این تغییرات شیمیایی، مواد معدنی را برای ورود به فرآیند های احیای حرارتی یا الکترولیز آماده می کند.

• کنترل کیفیت و ذخیره سازی

محصول کلسینه شده باید از نظر خلوص، اندازه ذرات و میزان رطوبت کنترل شود. وجود نا خالصی هایی مانند آهن، سیلیس یا آلومینا می تواند بر کیفیت منیزیم تولیدی اثر منفی بگذراد. به همین دلیل، آزمایش های کنترل کیفی به طور منظم انجام می شود. پس از تایید کیفیت، مواد کلسینه در سیلوها یا محفظه های مخصوص ذخیره سازی می شوند. در ادامه با فرآیند های تولید منیزیم آشنا خواهیم شد…

فرآیند های تولید شمش منیزیم

فرآوری شمش منیزیم به دو روش احیای حرارتی و الکترولیز تولید می شود. رایج ترین روش تولید در ایران و بسیاری از کشور های جهان روش احیای حرارتی می باشد که در این روش دولومیت کلسینه با سیلیس و فروسیلیس در کوره های خلا و در دمای حدود 1200 درجه سانتی گراد واکنش داده و بخار منیزیم تولید می شود و در نهایت بخار منیزیم متراکم شده و به صورت شمش جمع آوری می گردد. فرآیند الکترولیز بیشتر در کشور های که دسترسی به انرژی ارزان دارند استفاده می شود، که در این روش کلرید منیزیم ذوب شده و از طریق جریان الکتریکی تجزیه می شود و فلز منیزیم در کاتد رسوب کرده و کلر آزاد می شود.

• ریخته گری و تولید شمش منیزیم

پس از استخراج منیزیم فلزی به روش احیا یا الکترولیز، محصول به صورت فلز مذاب یا بخار متراکم شده در دسترس قرار می گیرد. برای تبدیل این فلز به شکل تجاری و قابل حمل، عملیات ریخته گری و تولید شمش انجام می شود. این مرحله به عنوان یکی از حساس ترین بخش های زنجیره تولید شناخته می شود زیرا کیفیت نهایی شمش، مستقیما بر قابلیت استفاده آن در صنایع پایین دستی تاثیر دارد.

• ذوب و پالایش

فلز منیزیم خام معمولاً حاوی ناخالصی‌هایی مانند آهن، سیلیس یا ترکیبات کلسیم است. به همین دلیل پیش از ریخته‌گری، مذاب باید تحت فرآیندهای تصفیه قرار گیرد. در این مرحله از فشارهای ویژه یا گازهای بی‌اثر (مانند آرگون) برای حذف ناخالصی‌ها و جلوگیری از اکسیداسیون استفاده می‌شود.

• ریخته‌گری در قالب‌های استاندارد

پس از پالایش، مذاب منیزیم در قالب‌های فولادی یا چدنی ریخته می‌شود. این قالب‌ها معمولاً دارای ظرفیت بین ۵ تا ۲۰ کیلوگرم برای هر شمش هستند. در برخی واحدها از خطوط ریخته‌گری پیوسته (Continuous Casting) نیز استفاده می‌شود که راندمان بالاتری دارد و کیفیت سطح شمش را بهبود می‌بخشد.

• سردسازی و انجماد

منیزیم دارای واکنش‌پذیری بالایی با اکسیژن است، بنابراین فرآیند سرد شدن و انجماد باید در شرایط کنترل‌شده انجام گیرد. در بسیاری از کارخانه‌ها برای جلوگیری از تشکیل لایه اکسیدی ضخیم روی سطح شمش، از پوشش‌های محافظ یا جو بی‌اثر استفاده می‌شود.

• جداسازی و بسته‌بندی

پس از انجماد کامل، شمش‌ها از قالب جدا شده و در صورت نیاز عملیات سطحی مانند براده‌برداری یا برس‌کاری روی آن‌ها انجام می‌گیرد. سپس شمش‌ها وزن‌کشی، درجه‌بندی و در پالت‌های مخصوص بسته‌بندی می‌شوند. بسته‌بندی استاندارد برای صادرات اهمیت ویژه‌ای دارد زیرا منیزیم فلزی نسبت به رطوبت و ضربه حساس است.

استانداردها و کیفیت محصول

شمش‌های منیزیم معمولاً بر اساس استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM B92/B92M یا GB/T 3499-2003 طبقه‌بندی می‌شوند. میزان خلوص، درصد عناصر همراه و ظاهر شمش از مهم‌ترین معیارهای کنترل کیفیت در این بخش است.

جمع آوری

تولید شمش منیزیم یک زنجیره پیچیده اما ارزشمند است که از استخراج مواد اولیه معدنی آغاز شده و تا تولید شمش استاندارد ادامه می یابد. با توجه به ویژگی های خاص این فلز و کاربرد گسترده آن در صنایع پیشرفته، سرمایه گذاری در این بخش می تواند مزیت اقتصادی و استراتژیک بالای ایجاد کند. کارخانه مجتمع فرآورده های معدنی تیوا صنعت ماهان تولید کننده مرغوب ترین شمش منیزیم با عیار 95/99 می باشد. که شما می توانید برای خرید شمش با کارشناسان فروش ما در ارتباط باشید.