[發明專利]熔融還原煉鎂工藝

無效

• 申請號: 201010145505.9
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101798634A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 高家誠;唐祁峰;陳小華
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

?本發明涉及一種生產金屬鎂的方法，特別是一種使反應物處于熔融狀態利用還原反應生產金屬鎂的方法，屬于冶金技術領域。

背景技術

皮江法是目前使用最廣泛的一種熱法煉鎂工藝，它是在真空下用硅鐵合金還原煅燒白云石制取金屬鎂。該法存在的普遍問題是：反應物之間是以固態與固態反應，反應溫度1100~1200℃，制團壓力大，反應速度慢。為了加快反應進程，往往需要對反應物進行破碎。金屬鎂回收率低，只有65%左右。能耗高，環境污染嚴重，還原渣利用率低。

發明內容

??????針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種加快反應速度、反應控制簡單、易操作、金屬鎂回收率高的煉鎂工藝。

??????本發明的技術方案是這樣實現的：熔融還原煉鎂工藝，本工藝以白云石為主原料，氧化鋁和二氧化硅為造渣劑，硅鐵合金為還原劑；其步驟為：

??????（1）煅燒-白云石通過煅燒獲得煅燒白云石以備用；

??????（2）配料-煅燒白云石、氧化鋁、二氧化硅和硅鐵合金四種物料分別占總物料的質量百分比為：煅燒白云石45～55%，氧化鋁10～30%，二氧化硅8～30%，硅鐵合金11～18%；

??????（3）混合-將配好的煅燒白云石、氧化鋁、二氧化硅和硅鐵合金均勻混合后裝入還原反應容器中；

??????（4）還原反應-在溫度為1550～1650℃下進行還原反應，直到反應完全為止，反應容器內壓強為1000～4000Pa。

??????（5）收集-還原反應得到的鎂蒸氣通過冷凝收集即得金屬鎂。

??????所述還原劑由硅鋁合金代替硅鐵合金，也可以由純鋁代替硅鐵合金。

??????相比現有技術，本發明具有如下優點：

??????1、在煅燒白云石中加入氧化鋁和二氧化硅，爐料在1600℃左右呈完全熔融狀，反應在全液態下進行，反應速度較皮江法大大提高。

??????2、爐料不需要破粉碎、細磨和制團，可直接混合裝入反應容器中，因此反應控制簡單、易操作。

??????3、不但金屬鎂回收率高，而且反應后所得的CaO-MgO-Al2O3-SiO2四元爐渣可回收利用，用于生產水泥、陶瓷等。

??????具體實施方式

??????本發明的思路是使反應物料在反應時以完全熔融狀態存在，還原反應在完全液態中進行，依此加快反應速度來制取金屬鎂。其具體的生產工藝流程如下：

??????（1）煅燒-白云石通過煅燒獲得煅燒白云石以備用；白云石煅燒為現有技術，在許多制備鎂的工藝方法中多有采用，如皮江法；通常白云石在回轉窯內1200℃下煅燒1個小時左右，即可獲得煅燒白云石（23～24%Mg）；

??????（2）配料-煉鎂所需物料為煅燒白云石、氧化鋁、二氧化硅和硅鐵合金（75%Si），四種物料分別占總物料的質量百分比為：煅燒白云石45～55%，氧化鋁10～30%，二氧化硅8～30%，硅鐵合金11～18%；

??????（3）混合-按既定的爐料配比，把煅燒白云石、氧化鋁、二氧化硅和硅鐵合金均勻混合后裝入還原反應容器中。混合時，煅燒白云石既可以是煅燒時的溫度，也可以冷卻至室溫，這根據整個制備系統決定；

??????（4）還原反應-在溫度為1550～1650℃下進行還原反應，直到反應完全為止，反應容器內壓強為1000～4000Pa。

??????（5）收集-還原反應得到的鎂蒸氣通過冷凝收集即得金屬鎂。

??????所述還原劑可以由硅鋁合金代替硅鐵合金，也可以由純鋁代替硅鐵合金。

??????本發明以白云石為主原料，氧化鋁和二氧化硅為造渣劑，硅鐵（硅鋁）等為還原劑，在高溫和真空條件下，反應物料在還原容器中以完全熔融狀態存在，還原反應在完全液態中進行，加快反應速度，制取金屬鎂。

??????在液態下的還原反應如下：

??????2MgO+Si=2Mg+SiO2