[发明专利]一种金属镁冶炼装置及还原方法

说明书

一种金属镁冶炼装置及还原方法，冶炼装置包括一级、二级料仓、闸板密封阀、上盖、还原罐、一级、二级坩埚、结晶器和真空泵组；所述的还原罐竖直设置，其顶端设置有上盖；所述的上盖设置有连接口A及连接口B，上盖与还原罐之间设有锥形的三通集气罩；所述的三通集气罩小端口通过管道连接到上盖连接口A处，三通集气罩侧方开口通过蒸汽管道连接到上盖连接口B处；所述的一级坩埚和二级坩埚依次竖直设置在还原罐的内部。该装置结构设计合理，利用氧化镁和铝为原料，在两级料仓和两级坩埚内同时加热进行还原反应，生产结晶镁的同时还生产镁铝尖晶石，整个生产过程连续循环，提高了生产能力和效率，降低了能源消耗，为企业创造了较高的经济效益。

技术领域

本发明属于金属镁冶炼还原技术领域，具体涉及一种氧化镁与铝直接反应炼成镁和镁铝尖晶石耐火材料的装置，及使用该装置还原镁的同时生产镁铝尖晶石耐火材料的工艺方法。

背景技术

目前金属镁冶炼行业主要采用皮江法进行镁的生产，皮江法生产金属镁是以氧化镁为原料、硅铁为还原剂进行计量配料，粉磨后压制成球，称为球团，将球团装入还原罐中，加热到1200℃，内部抽真空至一定的大气压，则产生镁蒸气，镁蒸气在反应罐前端的冷凝器中冷凝形成结晶镁，再经熔剂精炼，铸成镁锭；而氧化镁主要是采用煅烧白云石或者菱镁矿后通过逐级分离制得，通过此法仅能制得粗镁，剩余残渣为无用物料，并且此方法还原过程属于间歇作业、单台生产能力低下、能耗较高，影响了金属镁的冶炼发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属镁冶炼装置及还原方法，该装置利用氧化镁和铝为原料，在还原罐的进料口设置两级料仓，在还原罐内设置两级坩埚，坩埚的外围设置感应线圈，两级料仓循环加入料块，进入两级坩埚的料块设置不同的加热温度，一级坩埚中氧化镁与铝反应生成镁蒸气与氧化铝，二级坩埚中氧化镁与氧化铝反应生成镁铝尖晶石，实现连续化生产，避免了皮江法以氧化镁为原料、硅铁为还原剂进行配料生产镁的同时而产生的废料。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：一种金属镁冶炼装置，包括一级料仓、闸板密封阀Ⅰ、二级料仓、上盖、还原罐、一级坩埚、二级坩埚、冷却仓、星型给料器、闸板密封阀Ⅱ、底部料仓、结晶器、波纹补偿管、过滤器和真空泵组；所述的还原罐竖直设置，还原罐的顶端设置有上盖，还原罐与上盖之间通过橡胶密封圈进行密封连接；所述的上盖顶部设置有连接二级料仓的连接口A及连接结晶器的连接口B，上盖与还原罐之间设置有锥形的三通集气罩；所述的三通集气罩的小端口通过管道连接到上盖的连接口A处，与二级料仓相通，三通集气罩的侧方开口通过蒸汽管道连接到上盖的连接口B处，与结晶器连通；所述的二级料仓通过橡胶密封圈与上盖的连接口A的外端固定连接；所述的一级料仓设置在二级料仓的上部，一级料仓通过闸板密封阀Ⅰ与二级料仓连接；所述的一级坩埚和二级坩埚依次竖直设置在还原罐的内部中心，一级坩埚的上部开口与上盖内的三通集气罩的大端口对应连接，二级坩埚的下端出口与还原罐底部的出料口连接；所述的冷却仓设置在还原罐的底部，冷却仓通过橡胶密封圈与还原罐底部的出料口密封连接；所述的星型给料器设置在冷却仓的下方，二者通过橡胶密封圈密封连接；所述的底部料仓设置在星型给料器的下方，底部料仓通过闸板密封阀Ⅱ与星型给料器连接；所述的结晶器设置在还原罐的顶部一侧，结晶器通过蒸汽管道与上盖的连接口B密封连接；所述的过滤器设置在结晶器的一侧，过滤器的一端通过补偿波纹管与结晶器连接；所述的真空泵组设置在过滤器的另一端，二者通过真空管道连接在一起。

所述的还原罐为双层罐，双层罐的中间通冷却循环水。

所述的上盖为半椭圆形双层壳体结构，双层壳体的中间通冷却循环水，上盖与还原罐的连接处设置有密封槽，上盖内部填充耐热石棉。

所述的一级坩埚和二级坩埚为石墨材质，一级坩埚和二级坩埚的外圈设置有感应线圈和反应加热温度的测温热电偶，一级坩埚与二级坩埚之间设置连接通道，并设置阀门。

所述的三通集气罩的大端口尺寸小于一级坩埚的上部开口尺寸，三通集气罩与上盖的连接口A连接的管道和与上盖的连接口B连接的蒸汽管道均密封连接。