[发明专利]液态结晶器

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：提供一种液态结晶器，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：

一种液态结晶器，其特征在于：包括一个结晶器壳体，所述的结晶器壳体具 有容置空间，所述的容置空间通过一个导流装置与一个还原罐相连通，所述的液 态结晶器上设有用来控制容置空间温度的结晶器加热控制装置和用来控制容置空 间内真空度的结晶器抽真空装置，所述的结晶器壳体还设有中间管道，用来连通 一个液态中间包。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的液态结晶器与导流装 置连接处设有结晶器控制阀组，并通过所述的结晶器控制阀组切换容置空间与导 流装置的连通状态。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的中间管道上设有中间 包控制阀组，用来控制液态中间包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：所述的结晶器壳体的材料是 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：所述的结晶器壳体外部包覆 有保温隔热纤维。

较佳的技术方案中，还可以附加以下技术特征：所述的保温隔热纤维的材质 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。