[發(fā)明專利]菱鎂礦石一步法煉鎂工藝方法及設備

無效

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• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN101956083A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 曲智;王桂珍;曲冬梅;姜明;曲軼群;劉杰;曲軼眾
• 申請（專利權）人: 曲智
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 孔金滿

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本發(fā)明屬于菱鎂礦石煉鎂技術領域，特別是涉及一種菱鎂礦石一步法煉鎂工藝方法及設備。

背景技術

目前，皮江法煉鎂技術支撐著的鎂冶煉行業(yè)80%以上的產量，但它又以能耗大、產能小、污染嚴重、三廢（廢水、廢渣、廢氣）排放量大而著稱，與環(huán)境保護節(jié)能減排格格不入，遭到社會和國家的抵制，要想發(fā)展鎂的冶煉靠皮江法是有困難的。

以菱鎂礦石為原料的電解法提取金屬鎂，雖然可以改變一下菱鎂礦石的產品方向，但利潤率相差不多，對環(huán)境的污染沒有改變又加上氯氣毒害，建廠投資大，占地面積大、工藝復雜，令人望而卻步。

熱法煉鎂中的炭熱法是以煅燒菱鎂礦為原料、石油焦為還原劑、瀝青為粘合劑，經過細磨、混合、壓團后在三相電弧爐中還原熔煉，氧化鎂被碳還原，得到的Mg蒸氣和CO混合存在于氣相中，迅速把氣態(tài)產物冷卻到200℃以下，鎂蒸氣和CO一同進入混合冷卻器中冷卻、沉降以后，經袋濾器過濾得到鎂粉，這種鎂粉含50%金屬鎂、20%C及30%的MgO，其粒度為0.1～0.6??m。再將鎂粉壓成團塊裝入蒸餾罐進行升華蒸餾，這樣得到的結晶鎂，再經熔化、精煉后可獲得商品鎂錠。但因其工藝繁瑣、工序長、能耗大、成本高等因素沒有得到廣泛應用。

找出一條新途境來加工菱鎂礦石，產品利潤高，又不污染環(huán)境，這是人們正在探索的課題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種菱鎂礦石一步法煉鎂工藝方法，加料、出鎂、卸渣、移動電極等操作均實現(xiàn)了密封，可自動連續(xù)進行，不必停爐，內部真空度不被破壞；機械化連續(xù)的生產程序代替了間斷周期性的手工操作，提高了設備利用率和熱能利用率，改善了生產環(huán)境，減輕了工人勞動強度；實現(xiàn)了和諧環(huán)保生產。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于菱鎂礦石一步法煉鎂工藝方法的設備，在密封的三相電爐內進行熔融還原反應，代替在還原罐中進行的外加熱內真空的固相容器還原反應，同時節(jié)省了大量貴重合金和能源，降低了成本；真空密閉的反應操作，徹底地凈化了操作現(xiàn)場的空氣，徹底地改變了真空容器內還原時代，這是改變環(huán)境的基礎手段。

本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明的菱鎂礦石一步法煉鎂工藝方法，其特征在于由以菱鎂礦石為原料、以焦炭或石墨為還原劑，螢石和鋁土礦石為助熔劑，三種爐料經破碎直接以顆粒狀分別投爐，在高溫真空熔融狀態(tài)下完成MgO+C=Mg+CO的反應，鎂蒸氣先后凝成液體鎂或結晶鎂，趁熱進入連續(xù)精煉爐內，直接進行精煉，最終獲得99.97%金屬鎂錠，

1)精選菱鎂礦石，除去雜質和泥沙，破碎成0.5～10mm的顆粒，篩除0.5mm以下的粉粒，裝入菱鎂礦石回轉煅燒窯內，利用還原過程中產生的一氧化碳和在預熱段收集的可燃氣體，作為燃料來煅燒菱鎂礦石，使其完成MgCO₃=MgO+CO₂分解，獲得的輕燒氧化鎂趁熱直接加入給料系統(tǒng)，被密閉地送入內熱式真空還原爐內，

2)精選焦炭、鋁土礦石、螢石，除去雜質和泥土，分別破碎成0.5～5㎜小粒，篩掉的小于0.5㎜以下粉末，直接投爐，

3)按菱鎂礦石400～530重量份、焦炭70～85重量份、鋁土礦石6～10重量份和螢石20～30重量份的比例計量后，分別經各自的真空隔離投料系統(tǒng)，加到內熱式真空還原爐的預熱倉內，在真空狀態(tài)下進行預熱和排出CO₂，排出爐料中和爐料本身吸附的水份和所含的揮發(fā)份、空氣、結晶水，然后逐次被推入熔池，開始其熔融狀態(tài)下的還原反應，整個過程中保證熔融還原腔的真空度不變，

4)產生的反應渣經密封卸渣裝置卸出，卸渣過程不破壞內部真空度，每次卸渣時熔池內渣面上下波動90～50㎜，生產100重量份鎂僅有30～20重量份殘渣，

5)反應產生的鎂蒸氣和一氧化碳經內熱式真空還原爐的鎂蒸氣出口被抽到分離冷凝腔內，鎂蒸氣和一氧化碳在高溫下分離：鎂蒸氣凝聚在冷卻壁上成為液體鎂并向下流動，經下方的下泄管，流入鎂液體聚積罐聚集，

6)少量鎂蒸氣沒有和一氧化碳分開，在隨后的結晶器內也被冷凝成結晶鎂，一氧化碳被真空系統(tǒng)繼續(xù)抽出，成為煅燒窯的主要的氣體燃料，同時抽出揮發(fā)份和水份，成為煅燒窯的輔助氣體燃料，

7)液體鎂從鎂液體聚積罐直接流入到連續(xù)精煉爐內，精煉后得到純度為99.97%的金屬鎂液體，澆鑄到鑄錠機上鑄成商品錠，

8)剩余的微量鎂粉和氧化鎂的粉末再經濾袋回收裝置收集起來，送內熱式真空還原爐內重新還原。

本發(fā)明的工藝方法的特點是：