[发明专利]一种真空半连续炼镁还原装置及方法

权利要求书

1.一种真空半连续炼镁还原装置，其特征在于，包括反应装置、金属镁收集器、排渣装置、送料装置及净化真空装置，具体为：

所述反应装置包括密闭外壳(109)，密闭外壳(109)的内部设有载物台(107)，与载物台(107)正对的密闭外壳(109)的顶部设有入射窗，入射窗上安装透镜(102)，入射窗的上方设有太阳光聚光系统或激光发生系统(101)，密闭外壳(109)上安装有真空表(108)；载物台(107)上设有反应器(105)，反应器(105)为上方开口的活塞结构，其筒壁固定在载物台(107)上，活塞连接在位于其下方升降装置(110)的升降支杆(106)上；反应器(105)旁设有一个通过控制装置(111)控制其往复运动的刮渣板(103)；

所述金属镁收集器包括冷却器，其上部设有镁蒸气入口和排气口，镁蒸气入口通过镁蒸气导管(207)与反应装置相连通，冷却器内的上部设有气流挡板(203)并将镁蒸气入口和排气口隔开，冷却器的底部设有金属镁出口，出口上安装有可拆式收集器(202)；冷却器外壳为夹层水冷结构通过进水口(201)和出水口(204)及阀门控制；

所述排渣装置包括密封箱(303)，密封箱(303)的上下分别设有由阀门控制的入渣口和出渣口，入渣口经密闭外壳(109)底部与反应装置相连通；

所述送料装置包括料仓(401)，料仓(401)出口与导料管(403)的一端连接并由阀门控制，导料管(403)另一端穿过反应装置的密闭外壳(109)并指向反应器(105)的开口；

所述净化真空装置包括净化器(501)和真空泵(503)，净化器(501)的入口经管道(504)与金属镁收集器的排气口相连，净化器(501)的出口经管道(504)与真空泵(503)相连，每段管道(504)上都设有控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种真空半连续炼镁还原装置，其特征在于：太阳光聚光系统聚集太阳光为一次聚集太阳光、或二次聚集太阳光中的一种；激光发生系统发生的激光为太阳光转化的激光、CO₂激光、光纤激光中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种真空半连续炼镁还原装置，其特征在于：金属镁收集器气流挡板与水平面的夹角α为45～90°之间；金属镁收集器的底部为锥形，金属镁出口位于锥形的末端。

4.一种使用权利要求1～3任一项所述装置的真空半连续炼镁还原方法，其特征在于该方法具体操作过程如下：反应器(105)的活塞在升降装置(110)的作用下回到反应器(105)的底部，将含氧化镁和还原剂的球团由料仓(401)通过控制阀门经过导料管(403)进入到反应器(105)中；打开真空控制阀通过真空泵(503)和真空表(108)把整个系统抽真空，太阳光聚集系统或激光发生系统发出太阳光或激光并照射到反应器(105)内球团(104)上，光束在球团表面移动；还原产生的蒸气通过镁蒸气导管(207)进入金属镁收集器中，镁蒸气通过冷却器夹层水冷的方式冷凝成金属镁颗粒并落在可拆式收集盒(202)内；反应器(105)内表面球团反应完全后，活塞在升降装置(110)的作用下把反应后的球团推出筒壁的上沿，然后通过控制装置(111)控制的刮渣板(103)把反应渣球刮下落到反应装置底部，之后活塞在升降装置(110)的作用下恢复到原位，上料装置同时进行装料；渣球通过由阀门控制的入渣口进入到密封箱(303)。

5.根据权利要求4所述的真空半连续炼镁还原方法，其特征在于：真空度范围为10～2000Pa。

6.根据权利要求4所述的真空半连续炼镁还原方法，其特征在于：聚集太阳光或激光提供热源方式为直接照射，光斑直径为2～20mm，功率为300～4000W，光束为一束或多束。

7.根据权利要求4所述的真空半连续炼镁还原方法，其特征在于：聚集太阳光或激光光速移动方式为由内向外螺旋、由外向内螺旋或“弓”字形中的一种，光束移动速率为0.1～10mm/s。

8.根据权利要求4所述的真空半连续炼镁还原方法，其特征在于：反应器内球团的厚度范围为10～40mm。