[发明专利]一种连续生产金属镁的方法及连续生产系统

说明书

本发明属于有色金属冶金技术领域，具体涉及一种连续生产金属镁的方法及连续生产系统。本发明提供了一种连续生产金属镁的方法，包括以下步骤：在流动的保护气体中，将氧化镁粉体和铝颗粒连续进料在常压电炉中进行连续熔融还原反应，连续得到镁蒸汽和副产品。所述铝颗粒和氧化镁粉体的质量比为(0.25～0.6):1。本发明提供的连续生产金属镁的方法既缩短了金属镁还原反应时间，也降低了金属镁生产的料镁比。本发明提供的方法炼镁得到的镁蒸气纯度高，能够直接将冷凝得到的金属镁液铸成商品镁锭或镁棒。

技术领域

本发明属于有色金属冶金技术领域，具体涉及一种连续生产金属镁的方法及连续生产系统。

背景技术

镁以其质量轻、储量丰富，镁合金比强度和比刚度高、导热和导电性能优良、阻尼减震和电磁屏蔽性能好、易于加工成型、废料容易回收等优点，广泛应用于航空航天、军事、交通等领域。

目前，镁的工业生产主要有电解法和硅热法(皮江法)。电解法一般以无水氯化镁为原料，从盛放氯化镁的电解槽的阴阳极通入直流电流，使得氯化镁在熔融状态下被电解，阴极得到金属镁，阳极放出氯气。其工艺缺点是六水氯化镁脱水工艺复杂，废气、废水、废渣的处理难度大，生产设备腐蚀严重，生产成本高。

硅热法炼镁因其流程短、见效快、原料方便、生产灵活、便于操作而被广泛应用。硅热法以硅铁做为还原剂，在一定的真空度和温度下，将煅烧后的白云石还原，镁被还原成镁蒸气后再进行冷凝得到金属镁。硅热法炼镁主要存在以下问题：1)对原料的要求高，目前只能采用白云石矿料；2)做为还原剂的硅铁成本较高；3)还原罐使用寿命短，生产成本高；4)还原反应需要真空条件，只能间断性生产；5)料镁比高达6～7:1，能源浪费和环境污染严重，镁产量的增长以牺牲环境和资源为代价；6)原料和还原剂是在固态下反应，反应速度慢，反应时间长。为此，人们一直在寻找更好的金属镁的生产方法。

中国专利201510749995.6公开了连续法电炉冶炼金属镁的新工艺方法，其特征是从煅烧回转窑上料至保温料罐接、出料，至定量密封给料，再至电炉冶炼在1550～1600℃条件下还原出镁蒸汽，镁蒸汽结晶器冷却出的镁为液态镁，液态镁通过真空吸注泵吸注到接镁锅，接镁锅中的液态镁用电瓶车运至精炼车间精炼。出渣采用电炉前的且与电炉相通的前炉，确保在真空下连续出渣。该方法是基于硅热法的连续炼镁，原料依然是白云石和硅铁，依然需要真空条件，只是取消了还原罐。料镁比高的问题也没有很好解决，而且固体废弃物成分复杂、数量大，依然存在资源浪费和环境污染问题。

中国专利201410345802.6公开了一种快速连续炼镁的方法，该方法包括直接造球团、球团煅烧、煅烧球团在流动氩气气氛中高温还原、高温镁蒸汽的冷凝等步骤：将白云石或菱镁矿，与还原剂和萤石按比例配料，混合均匀造球，造成的球团在氮气或氩气气氛下煅烧；其次，将煅烧后的高温球团不经冷却在氩气保护下带入还原炉中，在流动氩气保护气氛下进行高温还原反应，得高温镁蒸汽；最后，通过氩气流将高温镁蒸汽带出高温还原炉，进行冷凝，得到金属镁。该发明采用“相对真空”手段，取消了真空系统和真空还原罐，实现了金属镁的快速连续生产。但是，该法中，原料和还原剂高压制球环节依然存在，且多出一个煅烧环节。由于该法用到了萤石和水玻璃，使得炼镁后的剩余物中杂质多，利用价值低。且生产环节多，工艺流程长，难以实现大规模连续化生产。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种连续生产金属镁的方法及连续生产系统，本发明提供的方法采用粉体和颗粒状原料直接熔融冶炼，不用制球、造团，更不用煅烧，且在常压下进行，整个生产过程环节少，流程短，连续不间断；且生产速度快、效益高，易于大规模生产。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连续生产金属镁的方法，包括以下步骤：

以保护气体作为载体，将氧化镁粉体和铝颗粒连续进料，在密闭电炉中连续熔融，连续还原反应，连续得到镁蒸气，所述铝颗粒和氧化镁粉体的质量比为(0.25～0.6):1。