[发明专利]一种间歇式连续提取皮江法炼镁中的结晶镁的方法及装置

权利要求书

1.一种间歇式连续提取皮江法炼镁中的结晶镁的装置，其特征在于：包括设置在还原炉(3)内的还原罐(1)以及与还原罐(1)相连通的镁结晶器(2)，所述的镁结晶器(2)包括自上而下设置在密闭空间内的冷凝包套管(25)和镁熔池(23)，冷凝包套管(25)一端开设有与还原罐(1)同轴连接的镁蒸气进气端(26)，另一端开设有尾气出口(27)，且在冷凝包套管(25)与镁熔池(23)之间设置有带扇叶片(21)的金属杆束(22)，所述的金属杆束(22)的下端插入镁熔池(23)内，金属杆束(22)上端的扇叶片(21)位于冷凝包套管(25)内；

所述的扇叶片(21)的扇叶面正对冷凝包套管(25)内的轴向，且轴向相邻扇叶片(21)的扇面之间上下左右交替，其交替距离20mm，扇叶片(21)的扇面离冷凝包套管(25)的距离为20mm；

所述的扇叶片(21)的沟槽(211)为沿金属杆束方向的波浪形沟槽。

2.根据权利要求1所述的间歇式连续提取皮江法炼镁中的结晶镁的装置，其特征在于：所述的金属杆束(22)是由至少四个上下左右位置交错的扇叶片(21)及其下部的金属杆扎在一起插入金属管中并穿过冷凝包套管(25)的金属管束穿过区(2111)插入镁熔池(23)。

3.根据权利要求1所述的间歇式连续提取皮江法炼镁中的结晶镁的装置，其特征在于：所述的金属杆束(22)是由同材质的金属丝紧密缠绕在金属杆上形成带有扇叶片(21)金属杆束，并穿过冷凝包套管(25)的金属管束穿过区(2111)插入镁熔池(23)。

4.根据权利要求1所述的间歇式连续提取皮江法炼镁中的结晶镁的装置，其特征在于：所述的冷却包套管(25)沿轴向平均分为四个以上的有进出循环冷却水的冷却区域。

5.一种如权利要求1-4中任意一项装置的间歇式连续提取皮江法炼镁中的结晶镁的方法，其特征在于：

1)将镁的还原物料加入还原罐(1)中；

2)在镁熔池(23)中添加原料镁，使底部没过金属杆束(22)；

3)真空条件下，在设备启用前，将镁结晶器(2)与还原罐(1)同步抽取真空，真空度3-15Pa；

或在氩气或氦气状态下将镁结晶器(2)与还原罐(1)同步完成氩气或氦气置换；

4)启动还原炉(3)，加热还原罐(1)，启动冷凝包套管(25)的循环水，同时启动镁熔池(23)，熔化步骤2)放置的原料镁，并保持镁熔池(23)在镁金属熔点650℃以上；

5)当还原罐(1)温度达到反应温度1200±10℃，还原反应开始，镁蒸气向镁结晶器(2)内不断扩散，镁蒸气遇到多个低温的扇叶片(21)后呈现三维波浪式或“S”型路径行进，并遇冷液化或者结晶在扇叶片(21)上，同时有部分沉积在冷凝包套管(25)的管壁上，尾气穿过扇叶片和扇叶片间的空隙流出；

6)当扇叶片(21)或冷凝包套管壁上镁结晶层达到5-10mm时，减小或关闭冷却包套管(25)中某一区域的循环水量，使所在区域内的扇叶片在下部金属导杆加热和控制循环水量双因素控制下，将温度提高至镁金属熔点650℃以上，结晶镁受到热的作用，开始熔化，熔化的金属镁液在重力作用下，沿着扇叶面上的预设沟槽(211)向下流动，熔化的金属镁液流动至扇叶根部的金属导杆时，进入金属导杆组成的多孔管及金属杆束(22)，并在毛细管作用的促进下，加快流入下部镁熔池(23)；

7)将上述冷却包套管(25)中某一区域保持温度650℃以上1～10min，等沉积在扇叶片(21)和冷凝包套管(25)的管壁上的结晶镁熔化并清除后，恢复该区域的循环水量，继续沉积更多的结晶镁；

8)再按逆时针或顺时针方向顺序依次关闭或降低冷却包套管(25)中下一区域的循环水量，保持温度650℃以上1～10min，如此循环，实现结晶镁的持续提取。