[发明专利]液态中间包

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属真空冶炼还原罐，特别涉及一种用来冶炼金属镁或钙的真空冶炼还原罐。

背景技术

某些蒸气压较高的碱金属和碱土金属，如铿、铭、镁、钙等，可以用硅、铝或它们的合金在真空的条件下用金属热还原法制得。镁的金属热还原制备方法中硅热或铝热金属热还原则得到最广泛的应用，但其还原剂多以硅铁合金的形式被使用，而被还原的原料多为锻烧后的白云石，也可以用菱镁矿和石灰石混合物的锻后产物。使用硅铁还原剂，称为硅热法炼镁应用最多。

依据加热方法的不同，可将目前的硅热法炼镁分为三种：一种是皮江法炼镁(The Pidgeon Process)，一种是法国的半连续法炼镁(The Magnetherm Process)，另一种是意大利的皮尔加诺法炼镁(The Bolgano Process)。前者属于外加热的硅热法炼镁，而后两种方法为内电阻加热硅热法炼镁。

其中国内外使用最广泛的是皮江法，即以锻烧白云石(Mgo、Cao)为原料和以硅铁(si-Fe)为还原剂来炼镁，将原料与还原剂按比例混合后压团成球团料，然后将球团料放入还原罐内，再将还原罐加入还原炉内高温(1200℃)与真空(1～23.3Pa)环境下发生反应。一段时间后，镁蒸气从球团料中析出，到达还原罐顶部后被结晶器所收集。一般经过11～12小时的还原时间后，才能将一个还原罐的镁金属基本析出。析出完成后，还需要将还原罐予以拆除，再从拆除了的还原罐内将结晶器取出。最后，更换还原罐内的球团料和结晶器后，重新放入还原炉内，如此循环进行。

采用皮江法炼镁的优点是方法简单，长期以来一直延用，但其存在的不足之处除了能耗高、对环境造成污染外，还有：

1、传统的还原罐和结晶器是使得镁蒸气冷凝结晶为固态进行回收，然后将固态金属镁放入精炼炉中熔化后进行精炼。在还原生产和精炼生产中，均具有一个升温达到相变的过程，不仅生产工序多、能源消耗高，而且导致生产效率低，镁金属产量也有一部分损失。

2、传统的生产方法，金属镁的生产是以还原周期(一般11～12小时)为周期，属于间断生产，出镁连续性差，不适于大工业生产。

3、传统的生产方法，人工劳动依赖性高，工作环境差，工作安全性低，不适于大工业生产。

因此，还有必要对现有的皮江法炼镁的装置和方法进行改进，以符合现代工业生产的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种液态中间包，解决传统金属真空冶炼存在的连续性差、生产效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种液态中间包，其特征在于：包括一个中间包主体，所述的中间包主体内具有容物空间，且所述的容物空间与一个液态结晶器相通，所述的中间包主体上设有中间包加热控制装置和中间包抽真空装置，所述的中间包加热控制装置使液态中间包的容物空间内的温度保持在预定范围内，所述的中间包抽真空装置使中间包主体的容物空间内保持在预定的真空度，所述的中间包主体还设有一个用来排液的出液口。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的中间包加热控制装置采用电加热装置。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：还设有一个中间包控制阀组，以控制所述的中间包主体的容物空间与液态结晶器的连通状态。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的中间包主体的材料是Cr18Ni9Ti不锈钢材料。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的中间包主体外部包覆有保温隔热材料。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的保温隔热材料的材质是三氧化二铝。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1、镁蒸气在结晶器中液态结晶，再通过中间包将其维持在液态并运到精炼炉中精炼，节约了固态金属镁在精炼炉中相变所需要的能量，既减少了工序，又节省了能源，降低了生产成本；

2、还原罐的装料、出渣不影响液态结晶器的工作，保证了液态结晶器工作的连续性，是实现半连续生产的重要保证；

3、通过中间包控制阀组的控制，液态镁定时、定量地流入液态中间包中，是实现半连续生产的重要条件。

4、导流筒的存在，使得镁蒸气的流通更加顺畅，缩短了还原时间(降至9～10小时)，节约了燃料，缩短了工作周期，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明可半连续化生产的金属真空冶炼还原装置的结构示意图；

图2是本发明的液态结晶器的结构示意图；

图3是本发明的液态中间包的结构示意图；