65 페로실리콘 야금 환원제

마그네슘 정제의 Pidgeon 공정에서 페로실리콘은 대체할 수 없는 환원제입니다. 소성돌로마이트와 페로실리콘을 6:1의 비율로 혼합하여 펠릿으로 압축한 후 진공환원로에 넣고 1200℃의 고온에서 다음과 같은 반응을 일으키는 공정입니다.
2MgO·CaO+FeSi → 2Mg ↑+Ca 2 SiO ₄+Fe.
반응 과정에서 마그네슘은 증기 형태로 빠져나가 응축 후 금속 마그네슘으로 수집되고, 생성된 규산칼슘은 철과 함께 슬래그 상을 형성합니다.

그 중 페로실리콘의 등급은 반응효율에 큰 영향을 미친다. FeSi75는 높은 실리콘 함량(약 75%)으로 인해 산화마그네슘을 보다 효과적으로 환원시켜 마그네슘 증기 수율을 높일 수 있습니다. 실제 생산 데이터에 따르면 마그네슘 금속 1톤이 생산될 때마다 약 1.1톤의 페로실리콘이 소비되며, 페로실리콘의 실리콘 함량은 마그네슘 환원율과 정비례하는 상관관계가 있습니다.

최근 몇 년 동안 페로실리콘의 불순물 함량, 특히 알루미늄 함량이 점차 생산 효율성에 영향을 미치는 핵심 요소가 되었습니다. 투르키예의 마그네슘 공장에서 실시한 비교 테스트에서는 기존 페로실리콘을 중국산 저알루미늄페로실리콘(Al ≤ 1.5%)으로 대체한 후 환원 반응 주기가 8% 단축되고 단일 열의 마그네슘 생산량이 5톤 증가한 것으로 확인됐다. 이러한 개선은 장비 활용도를 높일 뿐만 아니라 연간 약 200만 달러의 경제 성장을 촉진합니다. 메커니즘은 낮은 알루미늄 페로실리콘이 슬래그 시스템의 산화알루미늄으로 인한 융점과 점도 변화를 감소시켜 반응 인터페이스를 더욱 활성화시키고 마그네슘 증기 탈출에 대한 저항을 감소시켜 운동 과정을 가속화한다는 것입니다.

이를 통해 마그네슘 정제를 위한 Pidgeon 공정에서 페로실리콘은 필수 환원 매체일 뿐만 아니라 그 조성 최적화도 공정 진행을 촉진하고 비용 절감 및 효율성 향상을 달성하는 중요한 방법임을 알 수 있습니다. 앞으로 환원제의 순도와 미세구조에 대한 연구가 심화됨에 따라 페로실리콘의 선택과 응용은 저불순물, 고활성, 맞춤화 방향으로 더욱 발전할 것입니다.