[發明專利]一種制備高純度鎂的方法

無效

• 申請號: 201010169780.4
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN102242279A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 張祖逖;梅徐德;徐國光;謝瑞寶
• 申請（專利權）人: 上海艾帕斯鎂業科技發展有限公司
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 郭桂峰

技術領域

本發明涉及一種高純度鎂的制備方法，具體地說是通過電內熱法制備高純度鎂的方法，屬于工業制備金屬鎂的領域。

背景技術

使用硅還原煉鎂的方法按還原爐的不同分為皮江法、內熱法和熔渣導電半連續法三種方法。目前我國的金屬鎂生產工藝99％以上采用的是皮江法，使用皮江法所用外加熱的熱源基本是液體燃料、氣體燃料和固體燃料產生熱量，其中絕大部分是采用固體燃料如煤，因此會產生大量的廢棄，對環境產生較大的污染，而使用皮江法生產金屬鎂的效率低，其還原爐內的反應不能完全充分的進行，鎂的還原率約為71％，因此該方法能耗很高，顯然不符合現代工業發展的要求。熔渣導電半連續法的工藝難度大，產品質量差，且生產成本較高，產出與能耗均不能達到理想的目的，在我國實現工業化生產還具有相當的難度。傳統的內熱法也需要消耗大量的電能，不利于大規模的工業生產。

發明內容

本發明目的就在于克服上述現有技術的不足而提供一種制備高純度鎂的方法，通過該方法不僅實現能耗的降低，而且得到高純度的金屬鎂。

實現本發明目的采用的技術方案是：一種制備高純度鎂的方法包括以下步驟：

(1)將原料鎂球裝料后進行液壓密封于窯爐內；

(2)窯爐內的電極通電使得原料鎂球發生還原反應形成單質鎂；

(3)單質鎂在高溫條件下形成鎂蒸汽后通過過濾器，即得到所需的高純度鎂。

進一步的將通過過濾器的鎂蒸汽經結晶器結晶得到高純度的固態晶體鎂。

所述的窯爐在使用過程中其爐體內為真空環境，即原料鎂球裝料進行液壓密封于窯爐內后確保窯爐內為真空環境。

窯爐內的溫度為大于1300℃。為了承受急冷急熱的環境變化，所用電極為二氧化錫電極、具有防氧化涂層的鉬電極和保護石墨電極，并通過采用干式變壓器供電，避免供電電流過大的難題。

所述的過濾裝置內裝有用于吸附雜質的鋯質梯度小球，該鋯質梯度小球不僅具有耐高溫的性能，而且對各種雜質具有很好的吸附能力，當鎂蒸汽通過過濾裝置的時候可以充分吸附夾雜在鎂蒸汽中的雜質，提高鎂的純度。

本發明所用的窯爐采用下方進料和出料，在窯爐的爐體內設置電極，窯爐的上方固定，并在窯爐上方鎂蒸汽的排除口裝有過濾器，鎂蒸汽通過過濾器后直接進入結晶器后即得到高純度的鎂。由于原料鎂從進料到出料均位于窯爐的下方，不會對鎂蒸汽造成二次污染。此外，由于還原金屬鎂是通過電極通電后自身的發熱實現的，在還原過程中并沒有燃燒的過程，所以不會因為燃燒附帶的氣體對鎂造成污染，所以制得鎂的純度高。

本發明在產業化的窯爐中制得每噸鎂的能耗為7～8Kwh/kg鎂，且在制備的過程中基本沒有二氧化碳等污染性的氣體產生，最終所得的高純度鎂中的主要雜質(Si，Fe，Cu，Ni)含量不超過9PPM。

具體實施方式

一種制備高純度鎂的方法包括以下步驟：

(1)將原料鎂球裝料后進行液壓密封于窯爐內，并確保窯爐的爐體內為真空環境。

(2)窯爐內的電極通電使得原料鎂球在高溫下發生還原反應形成單質鎂，所用電極為二氧化錫電極、具有防氧化涂層的鉬電極或保護石墨電極，并通過采用干式變壓器供電。

(3)單質鎂在大于1300℃條件下形成鎂蒸汽后通過過濾器，過濾裝置內裝有用于吸附雜質的鋯質梯度小球，用于充分吸附夾雜在鎂蒸汽中的雜質，提高鎂的純度

(4)將通過過濾器的鎂蒸汽經結晶器結晶得到高純度的固態晶體鎂。即得到所需的高純度鎂，主要雜質的含量不超過9PPM。

與目前傳統所用皮江法生產每公斤鎂需耗用205800KJ的能量相比，使用本發明所采用的電內熱法，產出一公斤鎂只需耗電能7KWH，即25200KJ，僅為皮江法的1/8。此外，皮江法生產每噸鎂的同時會產生約20噸的二氧化碳，而用電熱法則基本沒有二氧化碳等廢棄的產生。