[发明专利]菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备

说明书

 技术领域           

本发明属于菱镁矿石炼镁技术领域，特别是涉及一种菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备。

背景技术

目前，皮江法炼镁技术支撑着的镁冶炼行业80%以上的产量，但它又以能耗大、产能小、污染严重、三废（废水、废渣、废气）排放量大而著称，与环境保护节能减排格格不入，遭到社会和国家的抵制，要想发展镁的冶炼靠皮江法是有困难的。

以菱镁矿石为原料的电解法提取金属镁，虽然可以改变一下菱镁矿石的产品方向，但利润率相差不多，对环境的污染没有改变又加上氯气毒害，建厂投资大，占地面积大、工艺复杂，令人望而却步。

热法炼镁中的炭热法是以煅烧菱镁矿为原料、石油焦为还原剂、沥青为粘合剂，经过细磨、混合、压团后在三相电弧炉中还原熔炼，氧化镁被碳还原，得到的Mg蒸气和CO混合存在于气相中，迅速把气态产物冷却到200℃以下，镁蒸气和CO一同进入混合冷却器中冷却、沉降以后，经袋滤器过滤得到镁粉，这种镁粉含50%金属镁、20%C及30%的MgO，其粒度为0.1～0.6??m。再将镁粉压成团块装入蒸馏罐进行升华蒸馏，这样得到的结晶镁，再经熔化、精炼后可获得商品镁锭。但因其工艺繁琐、工序长、能耗大、成本高等因素没有得到广泛应用。

找出一条新途境来加工菱镁矿石，产品利润高，又不污染环境，这是人们正在探索的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，加料、出镁、卸渣、移动电极等操作均实现了密封，可自动连续进行，不必停炉，内部真空度不被破坏；机械化连续的生产程序代替了间断周期性的手工操作，提高了设备利用率和热能利用率，改善了生产环境，减轻了工人劳动强度；实现了和谐环保生产。

本发明的另一个目的是提供一种用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，在密封的三相电炉内进行熔融还原反应，代替在还原罐中进行的外加热内真空的固相容器还原反应，同时节省了大量贵重合金和能源，降低了成本；真空密闭的反应操作，彻底地净化了操作现场的空气，彻底地改变了真空容器内还原时代，这是改变环境的基础手段。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

本发明的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，其特征在于由以菱镁矿石为原料、以焦炭或石墨为还原剂，萤石和铝土矿石为助熔剂，三种炉料经破碎直接以颗粒状分别投炉，在高温真空熔融状态下完成MgO+C=Mg+CO的反应，镁蒸气先后凝成液体镁或结晶镁，趁热进入连续精炼炉内，直接进行精炼，最终获得99.97%金属镁锭，

1)精选菱镁矿石，除去杂质和泥沙，破碎成0.5～10mm的颗粒，筛除0.5mm以下的粉粒，装入菱镁矿石回转煅烧窑内，利用还原过程中产生的一氧化碳和在预热段收集的可燃气体，作为燃料来煅烧菱镁矿石，使其完成MgCO₃=MgO+CO₂分解，获得的轻烧氧化镁趁热直接加入给料系统，被密闭地送入内热式真空还原炉内，

2)精选焦炭、铝土矿石、萤石，除去杂质和泥土，分别破碎成0.5～5㎜小粒，筛掉的小于0.5㎜以下粉末，直接投炉，

3)按菱镁矿石400～530重量份、焦炭70～85重量份、铝土矿石6～10重量份和萤石20～30重量份的比例计量后，分别经各自的真空隔离投料系统，加到内热式真空还原炉的预热仓内，在真空状态下进行预热和排出CO₂，排出炉料中和炉料本身吸附的水份和所含的挥发份、空气、结晶水，然后逐次被推入熔池，开始其熔融状态下的还原反应，整个过程中保证熔融还原腔的真空度不变，

4)产生的反应渣经密封卸渣装置卸出，卸渣过程不破坏内部真空度，每次卸渣时熔池内渣面上下波动90～50㎜，生产100重量份镁仅有30～20重量份残渣，

5)反应产生的镁蒸气和一氧化碳经内热式真空还原炉的镁蒸气出口被抽到分离冷凝腔内，镁蒸气和一氧化碳在高温下分离：镁蒸气凝聚在冷却壁上成为液体镁并向下流动，经下方的下泄管，流入镁液体聚积罐聚集，

6)少量镁蒸气没有和一氧化碳分开，在随后的结晶器内也被冷凝成结晶镁，一氧化碳被真空系统继续抽出，成为煅烧窑的主要的气体燃料，同时抽出挥发份和水份，成为煅烧窑的辅助气体燃料，

7)液体镁从镁液体聚积罐直接流入到连续精炼炉内，精炼后得到纯度为99.97%的金属镁液体，浇铸到铸锭机上铸成商品锭，

8)剩余的微量镁粉和氧化镁的粉末再经滤袋回收装置收集起来，送内热式真空还原炉内重新还原。

本发明的工艺方法的特点是：