[发明专利]一种金属镁的还原方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属镁的还原方法与装置，尤其是真空高温条件下的金属镁的还原方法与装置。

背景技术

CN200710121997公开了以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺及装置。采用液钙为还原剂,与氧化镁反应得到镁蒸气,工艺流程如下:首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化,加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的1/3～2/3.； CN200510045888.1公开了铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法：以白云石(MgCO3、CaCO3)、水镁石(Mg(OH)2)和菱镁矿(MgOCO3)为原料,以铝金属为还原剂提炼金属镁。CN 200710024638公开了皮江法镁还原催化剂及采用该催化剂的镁还原法。所述催化剂由氟化镁、氧化钼、氯化钙组成按下述摩尔比配而成:1∶(0.01～0.5)∶(0.5～1.5)。CN02158109.6公开了一种6至10小时还原周期炼镁工艺,采用皮江法制镁方法,其工艺过程主要包括:煅白、球磨、制球和还原,控制煅白指标,使煅白料活性大于30%,灼减小于0.7%(重量),控制球磨工艺指标，提高细粉度和均匀度,减少氧化,提高球磨效率,

CN201010145505.9涉及的熔融还原炼镁工艺,以白云石为主原料,氧化铝和二氧化硅为造渣剂,硅铁合金为还原剂。步骤为:1、白云石通过煅烧获得煅烧白云石;2、将煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金四种物料按一定的质量百分比配料;3、将配好的四种炉料均匀混合后装入反应容器中,在温度1550～1650℃下进行还原反应,反应容器压强为1000～4000Pa;4、得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。以上金属镁的还原的基本原理十分类似，但具体的还原工艺与装置——如炉的设计、还原炉的结构、上料与下料系统等——对提高镁金属的质量、能够连续生产并提高产量和效率仍极有余地。

CN01104813.1公开了一种还原法立式炼镁炉,包括还原罐1、高温加热室3、炉体2及围绕还原罐的供热装置、冷凝结晶装置和真空装置,还原罐1为垂直排放且是活动开口,上端为冷凝结晶端。CN200610012977公开了一种金属镁、钙、锶的还原设备包含还原炉和置于还原炉内的还原罐,还原炉底部设有支撑架,还原炉的炉膛为竖向炉膛,炉膛的顶部开有上炉膛口、底部开有下炉膛口;还原罐底部开有出渣口,并且在还原罐的底部固定有出渣管,出渣管的下端设有密封盖,密封盖与出渣管之间设有密封圈,在出渣管的下段设有带有进、出水管口的水套。

CN200910254121公开了一种还原炉，金属镁冶炼还原炉,包括炉体、支撑炉体的钢架、炉墙、安装在炉体上的还原罐,还原罐上连接的真空系统,炉体两侧设有燃烧及烟风系统,该还原炉体的两侧炉墙上设有至少两层可以做为出烟口的燃烧器,燃烧器的喷口朝向还原炉的炉膛。

发明内容

本发明目的是：提出一种机械化、自动化、准连续化生产金属镁的还原方法与装置，尤其是金属镁的还原方法具有均匀加热，使还原工艺的温度在各还原容器控制均匀，保证还原工艺的均衡控制，本发明提出的还原装置提出一种加热物料均匀的还原容器，并使制品的质量显著提高，明显提高镁还原的效率和纯度，并降低镁的还原成本。

本发明的技术方案是：金属镁的还原方法，采用立式还原罐还原方式，立式还原罐置于炉体内，还原罐上连接抽真空系统, 还原罐采用内管和外管结构，且内管是上下活动的结构，还原罐容积部分的横截面为环形，装料时内管固定在外管内，卸料时提起内管并打开与外管的下部环板密封，还原后的渣料自动脱落；将内管固定好并盖好下部密封盖则从上部装料，将配好的炉料装入还原罐的内管和外管之间，外管被加热，在温度1200±10℃下进行还原反应，还原时镁蒸气通过外管上部冷凝装置收集得金属镁。

本发明的改进是：炉膛内采用蓄热燃烧方式对还原罐加热，蓄热烧嘴的对数等于或多于立式还原罐排列的数量，多一对，每对蓄热烧嘴装在立式还原罐排的两端，蓄热烧嘴均与燃料管道和空气管道连接, 每对蓄热烧嘴至少有一只蓄热烧嘴在燃烧。

更好的燃烧方式是：一端的蓄热烧嘴在立式还原罐的一侧燃烧时，另一端蓄热烧嘴不燃烧或排气，即每对蓄热烧嘴交替燃烧或排气。可在管道上串联有换向阀,空气（或煤气）管道通过换向阀与引风机连接,使两个所述的蓄热烧嘴交替燃烧或排气；燃烧热量通过热辐射和热传导将热量传给炉料。