[发明专利]还原精炼一体化冶炼系统

说明书

本发明涉及还原精炼一体化冶炼系统,包括还原罐、真空单元、冷却结晶单元、氩气保护单元和镁液化收集单元；还原罐上部内设置保温块，还原罐上部外设置还原罐冷却水套，还原罐的上开口通过还原罐上盖密封；还原罐通过镁蒸气管道与冷却结晶单元连接；冷却结晶单元包括结晶器加热器上盖、钾钠板、加热器和结晶器；真空单元包括真空管路和真空泵；氩气保护单元包括氩气管路和氩气供给装置；镁液化收集单元包括耐高温陶瓷阀和镁液管道，镁液管道与加热器连接，耐高温陶瓷阀设置在镁液管道的入口及镁蒸气管道的出口。本发明解决了现有技术镁回收利用率低、污染严重、操作环境危险，镁锭品质低的问题。

技术领域

本发明属于金属镁冶炼技术领域，具体涉及一种还原精炼一体化冶炼系统，其在满足节能环保要求的前提下实现金属镁粗镁的精炼及铸锭。

背景技术

皮江法（真空硅热法）炼镁所获得的粗镁（结晶镁）含有很多金属杂质和非金属杂质导致粗镁（结晶镁）体积大、疏松、不易保管、贮存、运输，且这些金属杂质会与镁形成贾法尼电池发生电化学腐蚀，镁起阳极作用，铁与镍等金属杂质起阴极作用，加速镁的腐蚀。因此粗镁必须精炼才能达到工业直接使用的要求。

皮江法炼镁获得结晶镁后破真空（空气破真空）将结晶器取出，将结晶镁从结晶器脱出，送入精炼车间。精炼过程中首先在坩埚中加入精炼溶剂，再装入结晶镁，在750℃温度下加热融化，慢慢加入结晶镁及熔炼溶剂，待坩埚中的镁达到坩埚有效容积的高度时，使坩埚中镁液温度保持在710℃，然后加入精炼溶剂，同时进行搅拌（边加边搅拌），搅拌时间约10分钟，然后将温度升至740℃（或720℃），并静置5~10分钟，对镁液降温至710℃后进行保温，完成粗镁的精炼。精炼过程中镁发生燃烧，需撒覆盖溶剂阻止镁的燃烧，防止镁的氧化损失。

精炼结束后采用连续铸锭机铸锭，将盛有熔镁的坩埚吊入翻转机阀保温抬包中，翻转机倾斜，坩埚中镁液注入模锭传送机上的锭模中，铸锭过程中，撒下硫磺粉，使硫磺粉在镁锭表面燃烧生成二氧化硫气体，防止镁的氧化，浇铸过程完成。

传统精炼炉精炼粗镁及浇铸过程有一些缺点：

1、传统精炼方法采用空气破真空且需要先将粗镁从结晶器取出再进行精炼，在还原炉破真空的过程中结晶器中的镁与空气中氧气、氮气燃烧生成MgO、MgN，降低Mg产量，同时产生烟尘污染环境；2、传统精炼过程中精镁的回收率一般为94%左右（朱丹青.浅谈硅热法镁精炼工艺与设计,轻金属1996（5）42-48）精炼渣中镁含量较高，浪费资源，污染环境；3、精炼过程中需要通过行车对精炼坩埚进行取放，操作过程危险；4、精炼过程不连续，大量Mg在转运及熔炼过程中氧化损耗；5、精炼过程中添加的精炼溶剂为2#溶剂，溶剂添加过程中会产生有毒有害烟尘，且这些烟尘不能有效收集处理，工人操作环境差，污染严重；6、浇铸过程中Mg易氧化，降低铸锭品质；铸锭过程中撒硫磺粉生成二氧化硫气体，污染环境；7、溶剂精炼浇铸得到的镁锭纯度仅为99.95%，品质较低；8、常规竖式还原罐的结晶器内置于还原罐冷却水套内，镁蒸气上升过程中会带有一部分杂质，导致结晶镁纯度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属镁精炼及连续浇铸系统，解决了现有技术中存在镁回收利用率低、污染严重、操作环境危险，镁锭品质低的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:

一种还原精炼一体化冶炼系统,包括还原罐、真空单元、冷却结晶单元、氩气保护单元和镁液化收集单元；所述还原罐上部内设置保温块，还原罐上部外设置还原罐冷却水套，还原罐的上开口通过还原罐上盖密封；所述还原罐通过镁蒸气管道与所述冷却结晶单元连接；冷却结晶单元包括结晶器加热器上盖、钾钠板、加热器和结晶器，所述结晶器设置在加热器内，结晶器上端设置钾钠板，加热器的上开口设置加热器上盖；所述真空单元包括真空管路和真空泵，加热器通过真空管路连接真空泵；所述氩气保护单元包括氩气管路和氩气供给装置，加热器氩气管路连接氩气供给装置；所述镁液化收集单元包括耐高温陶瓷阀和镁液管道，镁液管道与加热器连接，耐高温陶瓷阀设置在镁液管道的入口及镁蒸气管道的出口。