[發(fā)明專利]無(wú)罐豎井式電阻爐煉鎂裝置及其煉鎂方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810079984.1
• 申請(qǐng)日: 2008-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN101418380A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫克本
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫克本;山西龍翼機(jī)械設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): C22B26/22
• 分類號(hào): C22B26/22
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司
• 代理人: 李富元

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域有色金屬冶煉中鎂還原冶煉工藝。

背景技術(shù)：

目前，世界上金屬鎂的冶煉技術(shù)主要有兩大類：一是氯化電解法煉鎂工藝，這種工藝由于原料來(lái)源比較缺少，制取氯化鎂過(guò)程較為復(fù)雜，用電耗較高，產(chǎn)品成本較高等缺點(diǎn)，不被采用。二是橫罐式硅熱還原法，亦稱皮江法煉鎂。該法采用白云石作原料，經(jīng)過(guò)煅燒主要成分為MgO、CaO，在高溫和真空狀態(tài)下(3—10pa)用硅鐵(75％～80％si含量)來(lái)還原出鎂(蒸氣狀態(tài))在400℃左右再結(jié)晶，取得99.9％以上的純度粗鎂。還原料(球狀的)是放在密閉的耐熱鋼還原罐中，通過(guò)外加熱(煤或煤氣為熱源)也叫外加熱法的橫臥外加熱爐中來(lái)還原出金屬鎂的。這種皮江法煉鎂存在環(huán)境污染較嚴(yán)重，工作人員工作環(huán)境較惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度較大的不足，還不利于實(shí)施工藝過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化實(shí)施，大量消耗國(guó)家的稀有金屬(還原罐中Cr占24～28％，Ni占7～9％)，另外由于受到耐熱鋼還原罐的耐溫(最高1220℃)的限制，還原溫度不能過(guò)高，從而使還原速度太慢，每還原一次(加上出鎂加料時(shí)間)需12小時(shí)左右，這就大大影響了煉鎂的生產(chǎn)效率。還原罐的成本較高，價(jià)格較貴。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明旨在提供工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度較小，環(huán)境污染較小的無(wú)罐豎井式電阻爐煉鎂裝置及其煉鎂方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：無(wú)罐豎井式電阻爐煉鎂裝置包括裝料罐，其特征是裝料罐的下端設(shè)置結(jié)晶器和水套，結(jié)晶器的下端設(shè)置豎井式電阻爐，豎井式電阻爐的底部設(shè)置管道，管道的一端連接爐料預(yù)熱爐。

所述的豎井式電阻爐包括爐殼、爐膛，爐殼由殼皮、保溫層、爐墻組成，爐墻的內(nèi)壁設(shè)置若干個(gè)電阻絲(包括帶狀電阻絲)，熱電偶穿過(guò)爐殼并設(shè)置在爐殼上，接線箱設(shè)置在爐殼外并與爐殼固定在一起，電阻絲與接線箱連接；爐膛連接真空泵，爐膛為空腔，爐膛的上部設(shè)置遮蔽板，爐膛的頂部設(shè)置結(jié)晶器和水套，爐膛與結(jié)晶器相通，爐膛的底部設(shè)置下渣口，下渣口設(shè)置底蓋，底蓋與爐殼固定連接，底蓋上設(shè)置開閉機(jī)構(gòu)。

開閉機(jī)構(gòu)由液壓缸和杠桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成，杠桿機(jī)構(gòu)與底蓋連接，杠桿機(jī)構(gòu)上設(shè)置液壓缸，液壓缸與外殼固定在一起。杠桿機(jī)構(gòu)的一端固定在樓板上，另一端與底蓋連接。

爐料預(yù)熱爐包括爐殼、爐膛，爐殼的外墻為保溫磚砌筑而成，內(nèi)墻為耐火磚砌筑而成，外墻與內(nèi)墻之間設(shè)置保溫材料，爐料預(yù)熱爐外形為矩形，爐殼的側(cè)墻上設(shè)置入渣口，爐殼的底部設(shè)置出渣口，爐殼的頂部設(shè)置料罐口，入渣口與管道連接，出渣口設(shè)置出渣蓋，出渣口下設(shè)置刮板輸送機(jī)，料罐口上設(shè)置預(yù)熱料罐。

無(wú)罐豎井式電阻爐的煉鎂方法為，將粒度為30毫米的白云石經(jīng)過(guò)1250℃的高溫煅燒成為煅白，煅白配料重量百分比為84.5％，硅鐵配料重量百分比為15.5％，煅白、硅鐵均磨成粒度為150—200目的細(xì)粉，再把混合后的細(xì)粉壓制成35mm×20mm的料球，將料球放入料罐中，通過(guò)起重機(jī)將料罐放到爐料預(yù)熱爐上，用煉鎂放出的高溫爐渣，把料球加熱到600℃—700℃后，用起重機(jī)將預(yù)熱后料球倒入豎井式電阻爐爐膛內(nèi)，啟動(dòng)豎井式電阻爐，通過(guò)電阻絲發(fā)熱，使?fàn)t溫升到1260℃—1300℃，同時(shí)啟動(dòng)真空泵，使?fàn)t膛內(nèi)真空度達(dá)到3Pa—10Pa，經(jīng)過(guò)7小時(shí)，鎂蒸氣逐漸還原出來(lái)，上升到結(jié)晶器中，由于結(jié)晶器外面的水套通有循環(huán)水，使結(jié)晶器內(nèi)的溫度降至400℃—450℃，使鎂蒸氣結(jié)晶成固態(tài)金屬鎂，經(jīng)過(guò)7小時(shí)30分鐘后，結(jié)晶器內(nèi)的鎂蒸氣結(jié)晶完畢，將具有固態(tài)金屬鎂的結(jié)晶器取出，同時(shí)通過(guò)開閉機(jī)構(gòu)打開豎井式電阻爐的底蓋，將溫度為1200℃的爐渣，放到爐料預(yù)熱爐的爐膛中，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

與目前的橫罐硅熱還原法(皮江法)的最大不同是取消了昂貴的高合金耐熱鋼還原罐。把目前的加熱方法用臥式爐煤或煤氣外加熱式，改成豎井式電阻爐內(nèi)加熱方式。

豎井式電阻爐煉鎂裝置的優(yōu)點(diǎn)是：

①電阻爐冶煉熱效率可高達(dá)90％以上，熱損失用較小。

②電阻爐溫度可高達(dá)1450℃(電熱原件為鉬板狀電阻元件)這樣可使鎂的還原溫度從目前的1200～1220℃提高到1300℃左右，由于還原溫度的提高使鎂的還原速度加快，煉鎂還原時(shí)間縮短，鎂的還原率從現(xiàn)在的90％～93％提高到94％～97％，平均提高4個(gè)百分點(diǎn)。

③通過(guò)小型試驗(yàn)電阻爐煉鎂電能消耗在8000度/t鎂左右，按大用戶每度電0.38元計(jì)算還原爐能耗費(fèi)用為8000度/t鎂×0.38元/度＝3040元/t鎂，目前的橫罐硅熱還原法能耗為4.5t標(biāo)準(zhǔn)肥煤/t鎂，每噸煤價(jià)為980元，能耗費(fèi)為4440元/t鎂，本發(fā)明能耗降低了1400元。