[发明专利]一种制备高纯镁的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备镁的方法，特别涉及一种制备高纯镁的方法及装置。

背景技术

镁是常用金属结构材料中最轻的一种，广泛应用于航空航天工业、军工领域、交通领域以及3C领域等，在国民经济建设中发挥着重要的作用，随着技术和价格两大瓶颈的突破，全球镁合金用量急剧增长，应用范围不断扩大，正在成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为“21世纪绿色工程材料”。

实际应用中镁合金的有限的抗腐蚀能力是阻碍镁合金大规模应用的主要原因之一，例如：在汽车工业中，由于大多数零部件的使用条件比较恶劣，如油污、高温、潮湿等，因此要求镁合金中锰、铁、铜、镍的含量和熔剂夹杂低，以提高镁零件的耐腐蚀性能。对杂质含量同样十分敏感的还有镁合金的挤压性能，在电子工业中，由于生产的电子产品外壳绝大多数是薄壁零件，壁厚在1mm以下，同样要求镁合金中杂质含量低，而普通镁锭因其杂质含量高根本无法满足需要。

目前，高纯镁的制备主要是通过二次升华所得，即：将第一次还原所得的粗镁再次放入还原罐内，升温至800℃至900℃，让粗镁再次升华、结晶，最后经过精炼即可获得高纯镁。以此方法制备高纯镁主要有两点不足：其一，二次升华，步骤烦琐，大大增加了能耗和其它消耗；其二，粗镁被加热，氧化损失较严重，造成高纯镁实收率较小(仅为80％至85％)，正因为以上原因，高纯镁的市场售价较高，每吨高纯镁锭的售价比普通镁锭高5000元左右，如此高的售价也是制约了镁合金及其制品的应用和推广的重要因素之一。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种方便、快捷、低成本、只经一次还原便可获得高纯镁的方法及装置。

本发明提供一种制备高纯镁的装置，该装置包括还原罐、还原罐冷端和冷凝器，其中在所述还原罐中装有料球，在所述料球和所述还原罐冷端之间设有杂质捕获器。

根据所述的装置，其中所述杂质捕获器设置在所述还原罐与所述还原罐冷端的交界处。

根据所述的装置，其中所述杂质捕获器由具有多个插槽的支持架和多个板组成，所述多个板分别放置在所述支持架的多个插槽中，或者是所述多个板直接连接。

根据所述的装置，其中所述杂质捕获器由陶瓷材料或金属材料制成。

根据所述的装置，其中所述杂质捕获器由分隔的多个板组成，所述多个板之间有一定的距离。

根据所述的装置，其中所述多个板为陶瓷材料或钢板。

根据所述的装置，其中所述多个板为圆形或方形。

根据所述的装置，其中所述多个板为多孔的圆形板。

根据所述的装置，其中所述料球包含氧化镁、氧化钙、硅铁、萤石。

本发明还提供一种制备高纯镁的方法，该方法包括如下步骤：在压强为3Pa至20Pa的条件下，将装有料球的还原罐加热至1200℃左右；料球中的金属氧化物与硅铁发生反应，放出金属蒸汽；锰和其它杂质金属蒸汽在杂质捕获器中结晶，同时随镁蒸汽一同流动的非金属杂质在杂质捕获器中被捕获；镁蒸汽经过杂质捕获器进入冷凝器中结晶，其中，所述杂质捕获器中的温度高于冷凝器中的温度。

采用本发明的制备高纯镁的方法避免了传统高纯镁生产过程中二次结晶的烦琐步骤，可显著降低高纯镁的生产成本，经济效益十分可观，同时，对拓展镁合金及其制品的应用领域起到了巨大的推动作用。

附图说明

图1为本发明的制备高纯镁的装置的结构示意图；

图2为本发明的杂质捕获器的另一种结构的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的制备高纯镁的装置包括：还原罐1、杂质捕获器2、还原罐冷端3、冷凝器4、冷端盖5、料球6、结晶镁7。料球6放置在还原罐1中，还原罐冷端3位于还原罐1的前端，冷凝器4放置在还原罐冷端3中，杂质捕获器2设置在还原罐冷端3与料球6之间，优选设置在还原罐冷端3与还原罐1的交界处。杂质捕获器2由两个分隔的圆形钢板构成，这两个钢板之间通过钢棒焊接在一起，并且在所述钢板上设有多个孔。