[發(fā)明專利]一種從金屬礦中脫除鎂的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910094009.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101476049A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌;徐寶強(qiáng);李一夫;劉大春;戴永年;馬文會(huì);夏侯斌;秦博;姚耀春;郁青春;鄧勇;曲濤;熊恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B26/22
• 分類號(hào): C22B26/22;C22B5/10
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務(wù)所
• 代理人: 程韻波

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從金屬礦中脫鎂的方法，屬于一種真空冶金方法。

二、技術(shù)背景

鎂是自然界中分布最廣的元素之一，其具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，在自然界中的許多金屬礦中都含有鎂的化合物，如紅土鎳礦礦中含有MgO10％-30％，釩鈦磁鐵礦中也含有少量鎂的化合物。這些礦物不能直接用于金屬鎂的生產(chǎn)，且對(duì)其他金屬的生產(chǎn)具有較大的影響或危害，如紅土鎳礦提鎳時(shí)，MgO的存在使硫酸的消耗量大大增加。因此在工業(yè)生產(chǎn)中處理含鎂雜質(zhì)金屬礦時(shí)都會(huì)設(shè)計(jì)專門的除鎂工序。目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的除鎂方法有：(1)中和沉淀主體金屬除鎂法；(2)精礦酸洗除鎂法；(3)氟化物沉淀主體金屬除鎂法；(4)濃縮結(jié)晶除鎂法；(5)高效萃取劑分離主體金屬除鎂法。在濕法冶金中常用的除鎂方法可分為兩類：一是在當(dāng)硫化精礦含Mg量≥0.6％時(shí)，采用稀硫酸洗滌法除Mg，使Mg以MgSO₄進(jìn)入到洗滌液中排除，這種方法能有效地除去硫化精礦中的鎂，但當(dāng)鎂含量高時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸鎂，加大了環(huán)境的負(fù)擔(dān)。另一類是對(duì)溶液集中起來(lái)進(jìn)行冷卻除鎂。這些工藝方法均可通過(guò)工藝條件的控制使含鎂量控制在較低的水平。但都應(yīng)根據(jù)精礦中鎂雜質(zhì)的賦存方式及工藝要求而異。

上個(gè)世紀(jì)以來(lái)國(guó)內(nèi)外都曾對(duì)除鎂工藝做了大量的研究，我國(guó)專利88105674.X公開(kāi)了一種有關(guān)磷礦石除鎂工藝。它是用一定含鐵量，且95％過(guò)100目的磷礦粉，與水配成一定固液比的漿液，通入含二氧化硫的廢氣，使?jié){液中的pH值保持在2.0～5.0之間，在常溫常壓下反應(yīng)8～24小時(shí)后，再用沉淀過(guò)濾法或筆析法等，將含鎂的液相與磷精礦分離，廢水用適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚砗笈欧呕蜃魉茫昧拙V可提高1～7％的品位，含鎂量在1％以下，且磷損小于5％，該工藝同時(shí)還具有脫硫的效果，經(jīng)濟(jì)效益顯著。專利200710065792.0也公開(kāi)了一種磷礦除鎂的方法。該方法是采用靜態(tài)微泡浮選柱的反浮選除鎂方法，所用浮選分離設(shè)備為靜態(tài)微泡浮選柱。磷礦原礦經(jīng)破碎、磨礦和分級(jí)后，在礦化槽中加入反浮選藥劑與礦漿充分混勻，進(jìn)入靜態(tài)微泡浮選柱內(nèi)浮選，調(diào)漿和浮選過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，礦漿經(jīng)浮選后，所得泡沫相為浮選尾礦，柱底產(chǎn)品即為低鎂磷精礦，可以滿足濕法磷酸生產(chǎn)要求。

國(guó)外的研究人員對(duì)除鎂工藝也做了大量的研究。美國(guó)專利09/351,956(Methodfor?removing?magnesium?from?brine?to?yield?lithium?carbonate)公開(kāi)了一種用于海水生產(chǎn)碳酸鋰工程中用的除鎂方法；美國(guó)專利08/317,050(Method?for?removing?magnesiumfrom?aluminum-magnesium?alloys?with?engineered?scavenger?compound)公開(kāi)了一種用一種化合物脫除鋁-鎂合金中鎂的方法。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種從金屬礦中脫鎂的方法，用真空碳熱還原脫除礦中鎂雜質(zhì)的方法，以碳(煤或焦炭)為還原劑，通過(guò)真空還原過(guò)程使礦中的雜質(zhì)元素鎂被還原成鎂蒸氣脫除，該蒸氣冷凝后可得結(jié)晶良好的固體金屬鎂，其純度大于95％；鎂的脫除率大于75％。

本發(fā)明按以下步驟完成

(1)將干燥后的原料和還原劑分別破碎至100～300目；按照反應(yīng)(a)中氧化鎂摩爾化學(xué)當(dāng)量的2～20倍配入煤或焦炭并混勻；

MgO(s)+C(s)＝CO(g)+Mg(g)????(a)

(2)將混合原料以5MPa～30MPa壓力制團(tuán)，并加入真空爐中進(jìn)行真空碳熱還原反應(yīng)，開(kāi)啟真空系統(tǒng)，控制爐內(nèi)壓力小于20Pa后，以5℃/min～15℃/min的升溫速率升溫至550℃～700℃時(shí)保溫反應(yīng)，當(dāng)壓力下降至小于50Pa后保溫結(jié)束；然后再以5℃/min～15℃/min的升溫速率升溫至1400℃～1700℃時(shí)保溫反應(yīng)，至壓力下降至小于50Pa，關(guān)閉供熱系統(tǒng)；

(3)當(dāng)真空爐內(nèi)溫度＜200℃后，關(guān)閉真空系統(tǒng)，再冷卻至室溫，打開(kāi)真空爐，從反應(yīng)器中得到脫鎂后的金屬礦物，同時(shí)冷凝器上得到結(jié)晶良好的金屬鎂塊。

所述原料金屬礦主要成分為：8～35wt％MgO、10～50wt％Fe₂O₃、30～45wt％SiO₂：還原劑為煤或焦炭；