[發明專利]皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法

無效

• 申請號: 201110359086.3
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102409185A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 董家馭;王秀榮;王婧;拓萬蘭
• 申請（專利權）人: 寧夏華億鎂業股份有限公司
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22;C22B5/04;C22B5/16
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本發明涉及皮江法煉鎂工藝中的還原步驟，尤其是皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法。

背景技術

皮江法煉鎂是將煅燒后的白云石和一定量的硅鐵(還原劑)制粉混合后壓制成料球，將壓制成的料球放在還原罐內，罐內抽成低于13Pa以下的真空；還原罐放在加熱爐內(又叫還原爐)，在1200℃左右的溫度下加熱，使煅燒后的白云石(MgO+CaO)與硅鐵進行還原反應，從而置換出金屬鎂，置換出的金屬鎂蒸汽在罐外遇到由循環水冷卻后的結晶器后結晶，變為粗鎂。還原罐內抽成真空主要目的是降低還原反應的能量----吉布斯自由能，使其能夠在1200℃的工況下實現還原反應。不同的蒸汽壓需要有不同的反應溫度，蒸汽壓越大，反應需要的溫度越高。

目前的還原工藝一般是在1220℃以上(最高可達1280)的爐內溫度實現還原，還原時間為11～12小時，平均料鎂比(料球重量/出鎂量)為6.2～6.5左右。實際上，當還原罐內真空達到13Pa以下，罐內溫度達到1180℃時反應已經開始，理論計算完全反應時料鎂比可以達到5.4～5.6，那么為什么需要這么長的還原時間以及高的還原溫度，并且料鎂比很高不能實現充分還原呢。分析原因有：1、反應為吸熱反應，在真空下無對流給熱，球團的熱導率很小，外部環境對球團的傳熱、產物層的傳熱過程對反應的進行起著很重要的作用，即傳熱速率對總反應速率的影響不可忽視。還原反應后的殘渣為β-2CaO·SiO2，其導熱性非常差。而罐內換熱只有物料傳熱和還原罐壁的輻射熱，表層還原后料渣低導熱性和阻擋作用影響了內部物料的吸熱，從而影響內部物料達到還原要求溫度的時間。2、還原反應后，鎂蒸汽要及時排出，內部鎂蒸汽的排出受到外部物料和反應鎂蒸汽的影響，不能及時排出，提高了內部的蒸汽壓，從而提高了內部物料的反應溫度。兩個原因促使還原時間變長。3、由于受熱量傳輸的影響，中心物料在一定時間內(11～12小時)不能達到還原反應溫度，所以有部分物料得不到有效還原，從而影響還原效率。4、由于還原時間的延長，同時造成工序能耗的提高。因此如何實現有效的還原，實現還原反應最大化，還原時間最短，一直是皮江法煉鎂需要解決的課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠提高還原效率、縮短還原時間，從而大幅降低能耗的皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，包括將裝有料球的還原罐加熱至1100-1300攝氏度，并在真空條件下保持從而進行還原反應，其特別之處在于，在被加熱時還原罐旋轉。

其中還原罐繞其中軸線順時針或逆時針自轉。

其中還原罐旋轉速度為0.1～3轉/分。

其中還原時間為5-7小時。

采用本發明的還原方法，通過將還原罐轉動來實現還原罐內物料的攪動，使還原罐中間物料及時獲得熱量，同時打破中間物料反應蒸汽壓高的工況，實現物料的充分還原，縮短還原時間和降低還原溫度。預期還原時間可縮短到6小時，平均料鎂比達到5.8～6.0，噸鎂工序單耗降低1000Kg標煤。

具體實施方式

實施例1：

1、白云石煅燒；

2、配料制球：將煅白、硅鐵粉(75％Si)和螢石粉(94％CaF₂)按79.8∶17.1∶3.1的重量比例計量配料、粉磨，然后壓制成球。

還原：將190kg料球在Φ377×3100的還原罐中加熱至1200℃，在小于13.3Pa真空條件下，0.5轉/分，保持5～7小時，氧化鎂還原成鎂蒸氣，冷凝后結晶成為粗鎂。

本發明方法與現有還原方法的區別在于使原來靜止的還原罐轉動起來，從而實現高效率的還原，通過對實驗結果進行比較，得到以下的新舊工藝的指標對比表：