[发明专利]一种铝热生产金属镁的制备方法

说明书

本发明特别涉及一种铝热生产金属镁的制备方法，属于金属镁制备技术领域，方法包括：将含镁矿石进行煅烧，获得煅白；将所述煅白和还原剂进行混合，后进行压制，获得团块；将所述团块进行真空还原，获得金属镁和还原渣料；其中，所述还原剂为含铝还原剂，所述煅白和所述含铝还原剂的质量比为4‑6：1；所述还原渣料无需后续处理加工，可直接作为炼钢用精炼渣，将含镁矿石煅烧后与含铝还原剂混合还原，与皮江法相比，采用该工艺还原温度降低50‑100℃，还原时间缩短50％以上，能耗降低，镁回收率85％以上，无废渣排放。

技术领域

本发明属于金属镁制备技术领域，特别涉及一种铝热生产金属镁的制备方法。

背景技术

金属镁的比重是1.74g/cm³，只有铝的2/3，钛的2/5，钢的1/4。具有比强度、比刚度高，导热导电性能好，并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低和易于回收等优点。作为我国独特的战略性金属和新型结构材料，在交通轻量化、新能源材料、环保产业、消费电子、海洋工程、航空航天以及军工配套、军民融合等领域将发挥更大的作用。我国建设运营城际轨道交通的快速发展，也必将使镁合金铸件、型材、板材大有用武之地。

生产镁的主要方法有电解法和硅热法(皮江法)。电解法是从卤水中电解氯化镁而生产镁，皮江法是利用硅铁(Si75％)还原煅烧后的白云石生产镁。由于投资成本低，操作简单，皮江法成为了当今工业热法炼镁工艺中的主要方法，但该工艺目前存在能源消耗高，资源利用效率低，环境污染严重的问题。在传统的皮江法炼镁过程中，每生产1吨金属镁需要消耗11吨白云石、30公斤萤石和1.05吨硅铁，其能耗4吨标煤；除此之外，每生产1吨金属镁需要排放CO₂约15吨，废渣约6.5吨。高能耗、高排放制约了皮江法炼镁的发展。

现有技术中，中国发明专利申请CN103184352A提出一种白云石生产金属镁的工艺方法，通过将白云石煅烧、消化、过滤、碳化、固液分离、热解、碱式碳酸镁烘干等工序制备出中间产物碱式碳酸镁，再以廉价焦炭为还原剂及添加氟化钙为催化剂，焦炭混入量为C：MgO＝1-4：1的摩尔配比，在1300-1500℃进行真空碳热还原反应90-120min，得到镁蒸汽，虽然该工艺减少了废渣的排放，降低了原料成本，但产生了大量的一氧化碳和二氧化碳气体，另外该工艺方法步骤冗长且仍有废渣的排出。中国发明专利申请CN102808089A提出一种以氧化镁为原料制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，采用氧化镁、铝粉和铝镁合金粉为原料，混合压块后在真空条件下，在1100-1400℃进行还原反应，反应时间为0.5-8小时，生产气态的金属镁和固体还原渣料，其化学反应式为：4MgO+2Al＝3Mg+MgAl₂O₄，在固体还原渣料中配入氧化镁粉，固体还原渣料与氧化镁粉的质量比为(1-100)：1，混合压块，经煅烧后获得镁铝尖晶石成品，或者制取成品电熔镁铝尖晶石。虽然将还原渣进行了利用，但是还需要取料、粉碎、加料、成团、煅烧等多个工序，工序复杂，高温烧结中消耗大量能耗，此外，采用铝粉及铝合金粉等原料价格偏高，进一步提高了炼镁成本。

发明内容

本申请的目的在于提供一种铝热生产金属镁的制备方法，以解决镁行业能源、资源和环境问题。

本发明实施例提供了一种铝热生产金属镁的制备方法，所述方法包括：

将含镁矿石进行煅烧，获得煅白；

将所述煅白和还原剂进行混合，后进行压制，获得团块；

将所述团块进行真空还原，获得金属镁和还原渣料；

将所述还原渣料直接用于炼钢的精炼渣；

其中，所述还原剂为含铝还原剂，所述煅白和所述含铝还原剂的质量比为4-6：1。

可选的，所述真空还原的温度为1100℃-1150℃，所述真空还原的时间为2h-5h。

可选的，所述含铝还原剂为铝基印刷板支撑的铝粉。