[发明专利]热法炼镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属的生产方法，尤其涉及一种热法炼镁的方法。

背景技术

当今工业生产除电解法炼镁外，热法炼镁主要采用硅热法，即以煅烧白云石为原料、以硅铁为还原剂，在1200℃--1260℃左右温度下的高温、高真空(1-13Pa)的条件下进行还原反应制取金属镁，这就是硅热法炼镁。该方法生产中生产每吨金属镁约需硅铁(Si＞75％)1.2吨，硅铁中硅元素的利用率在65-70％，MgO的还原效率在76％左右。采用该方法炼镁，还原温度高、能耗大、生产效率低。此外，每生产1吨金属镁同时生产5.5-6吨工业废渣，其渣主要成分：CaO.SiO、MgO、SiFe，另外还有铁酸盐(nCaO.mFe2O)、铝酸盐(nCaO.mAL2O3、CaO.AL2O3.SiO2)等，无利用价值，造成工业固废环境污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种还原温度低、能耗小、生产效率高且环保的热法炼镁的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种热法炼镁的方法，包括以下步骤：

(1)白云石经回转窑1150℃～1200℃煅烧后，经球磨机磨成粒度小于100目；其中白云石的化学成分为(重量百分比含量)：灼减量46～47％，MgO：19～24％，CaO：29～33％，其余为杂质；

铝硅合金磨成粒度小于100目的细粉，其中铝硅合金的重量百分比为Al44～50％，Si45％～55％，其余为杂质；

(2)按重量百分比取上述煅后白云石83％～86％、上述铝硅合金细粉14％～17％，混合物料经20MPa压力制成球团后装入还原罐中，在还原温度1050℃～1160℃下进行7～9小时还原，制得金属镁。

本发明还提供了另外一种热法炼镁的方法，包括以下步骤：

(1)白云石、菱镁矿分别经回转窑1150℃～1200℃煅烧后，经球磨机磨成粒度小于100目；其中自云石的化学成分为(重量百分比含量)：灼减量46～47％，MgO：19～24％，CaO：29～33％，其余为杂质；

菱镁矿的化学成分为(重量百分比含量)：MgO：45.2～47.2％，CaO 0.2～3％，SiO₂ 0.2～2.0％，灼减量50.1～52.0％，其余为杂质；

铝硅合金磨成粒度小于100目的细粉，其中铝硅合金的重量百分比为Al44～50％，Si45％～55％，其余为杂质；

(2)按重量百分比取上述菱镁矿6～8％、煅后白云石75～77％、铝硅合金16～18％，混合物料经20MPa压力制成球团后装入还原罐中，在还原温度1050℃～1160℃下进行7～9小时还原，制得金属镁。

在原料中添加部分菱镁矿，可以减少配料中CaO的重量，从而减少废渣产量。

本发明热法炼镁的方法，其中所述铝硅合金的重量百分比优选为Al44％～48％，Si50％～55％，其余为杂质。

本发明热法炼镁的方法，其中所述还原温度为1090℃～1110℃。

本发明用铝硅合金作为还原剂还原金属镁的化学反应式如下：

21MgO(s)+12CaO(s)+14Al(l)＝21Mg(g)+12CaO.7Al₂O₃(s)

2MgO(s)+2CaO(s)+Si(l)＝2Mg(g)+2CaOSiO₂(s)

本发明热法炼镁的方法与现有硅热法相比，具有以下优点：

(1)原料采用煅烧白云石附加菱镁矿，提高MgO的回收率，减少配料中CaO的重量，从而减少废渣量。

(2)还原剂铝硅合金中铝和硅的利用率可达到95％以上，还原效率提高到90％以上，减少了CaO、MgO的用量；

(3)还原温度降低100℃-150℃，既延长了还原罐使用寿命又降低了还原能耗。

(4)由于铝的活性比硅的活性大，且硅铝合金熔点低(1050℃)，用铝硅还原镁发生的反应为固液反应，反应速度快，还原时间缩短了20％，生产效率提高了30％；

(5)硅铝合金还原所得工业废渣中渣铁含量小于10％，其主要成分为铝酸钙和硅酸钙，可用做高铝水泥的熟料，从而实现了清洁生产，环保卫生。

具体实施方式