[发明专利]一种集煅烧与还原于一体的热还原炼镁装置及方法

权利要求书

1.一种集煅烧与还原于一体的热还原炼镁装置，其特征在于包括还原炉及多个反应罐，各反应罐构成一个反应罐组；每个反应罐由炉盖、结晶器和罐体组成，结晶器与罐体之间通过隔热挡板隔断；罐体插入还原炉中；结晶器外壁上设有水冷套和真空管，真空管与结晶器内部连通的；罐体内部设有多孔料仓；罐体侧壁上靠近水冷套一侧设有充气管和排气管，充气管通过导管延伸至罐体的底部，导管位于多孔料仓和罐体之间；排气管的管口与多孔料仓接触。

2.根据权利要求1所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁装置，其特征在于所述的一个反应罐组内相邻的两个反应罐上，前一个反应罐的排气管与后一个反应罐的充气管通过连接管连通，连接管上设有两个阀门，靠近充气管的阀门为充气阀，靠近排气管的为排气阀；连接管的排气阀一侧设有与排气阀配合使用的管道泵；每个连接管与一个集气支管连通，连通处位于管道泵和充气阀之间；各集气支管同时与一个集气总管连通，各集气支管上设有集气阀。

3.根据权利要求1所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁装置，其特征在于所述的一个反应罐组中，第一个反应罐的充气管通过充气阀与集气总管连通，最后一个反应罐的排气管通过排气阀与集气总管连通。

4.根据权利要求2所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁装置，其特征在于所述的集气总管通过阀门与余热锅炉连通。

5.一种集煅烧与还原于一体的热还原炼镁方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）将生球团放入封闭的反应罐的多孔料仓内，密封反应罐，通过加热炉对反应罐内的生球团预热；所述的生球团的制备方法为：将白云石、还原剂和萤石分别破碎磨细后混合均匀，按重量比白云石:还原剂:萤石=100:（12~14）:（2~3），再加入上述全部物料总重量3~5%的粘结剂，采用圆盘造球机制成粒径5~20mm的生球团；

（2）在前一个反应罐内的生球团预热10~90min后，向相邻的后一个反应罐的多孔料仓内放入生球团，开启两个反应罐之间的两个阀门，通过管道泵提供动力将一个反应罐内产生的废气传输到后一个反应罐内，对生球团预热；其中第一个反应罐通过加热炉预热，其余反应罐通过加热炉和前一个反应罐的废气同时预热；

（3）按步骤（1）和（2）的方式依次向后续的反应罐内放入生球团并预热；

（4）预热完成后的反应罐封闭充气管，再通过加热炉对反应罐内的生球团进行煅烧，使白云石分解，并在管道泵的作用下，使产生的废气通过排气管进入下一个反应罐，或进入集气支管；白云石分解完全后，封闭排气管，同时关闭管道泵，开启真空管将反应罐抽真空至100Pa以下，此时水冷套内有冷却水流通，通过加热炉将反应罐内的物料升温至1150~1300℃进行还原反应，时间为1~2h，反应生成的金属镁蒸发后穿过隔热挡板在结晶器内结晶。

6.根据权利要求5所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁方法，其特征在于所述的还原剂为铝、硅铝合金或硅铁合金；选用的硅铁合金中硅的重量含量在75%。

7.根据权利要求5所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁方法，其特征在于所述的粘结剂为聚乙烯、水和高岭土中的一种或两种的混合物。

8.根据权利要求5所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁方法，其特征在于所述的步骤（4）中的煅烧为一段煅烧或两段煅烧；一段煅烧时，煅烧温度为950~1000℃，时间为2~3h；两段煅烧时，第一段煅烧的温度为750~820℃，时间为0.5~1h，第二段煅烧的温度为950~1000℃，时间为1~2h。

9.根据权利要求5所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁方法，其特征在于所述的步骤（1）中，磨细后的白云石、还原剂和萤石的粒度为200目以下。

10.根据权利要求5所述的集煅烧与还原于一体的热还原炼镁方法，其特征在于镁的回收率≥90%。