[發明專利]一種皮江法煉鎂工藝及以稀土氧化物作為礦化劑的應用

有效

• 申請號: 201210240757.9
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102776388A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 韓鳳蘭;吳瀾爾;楊奇星;杜春;郭生偉;陸有軍
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本發明涉及一種皮江法煉鎂工藝及以稀土氧化物作為礦化劑的應用。

背景技術

金屬鎂及鎂合金是近年來我國重點發展的新材料，廣泛應用于航空航天、汽車摩托車、3C產品、醫療等領域。寧夏是世界主要的金屬鎂及鎂合金產地之一，被列為“全國皮江法煉鎂示范基地”和“國家級高品質鎂合金產業基地”。皮江法煉鎂是比較成熟的方法，采用這種工藝方法產生的量很大，通常皮江法煉鎂噸鎂生產將產生6-8噸還原渣。特別是大氣污染物CO₂、SO₂、HF等氣體排放嚴重，已引起了廣泛重視。鎂渣在堆放、運輸過程中微細顆粒粉塵飛揚、氟的浸出對周圍空氣土壤水源均造成極大污染。

為了解決以上問題，許多研究人員對此進行了深入的探討。例如申請號201110027740.0(公開號：CN102071327A)的中國專利申請采用加入少量硼酸的方法，用化學法解決了鎂渣的穩定性問題，但沒有改變煉鎂的礦化劑螢石；而申請號200910020830.X(公開號：CN101457306A)的中國專利申請采用加入含鋁原料的添加劑，進行鎂渣改性，但只是用來做鎂還原渣的改性劑。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種不改變現有主要工藝條件的皮江法煉鎂工藝，采用該工藝方法能夠使用稀土氧化物替代螢石，降低了氟對環境的污染，還能在煉鎂過程中實現鎂渣的改性；

本發明的目的之二是提供一種以稀土氧化物作為皮江法煉鎂工藝中礦化劑的應用，能夠完全替代螢石從而降低氟對環境的污染。

一種皮江法煉鎂工藝，其特別之處在于，包括如下步驟：以煅燒白云石為原料、硅鐵為還原劑和礦化劑一起進行計量配料，其中礦化劑由占球團總重量0.25-3％的稀土氧化物組成，硅鐵占球團總重量的12-18％，余量為煅燒白云石，再粉碎后壓制成塊裝入還原罐中，加熱到1150-1250℃，內部抽真空，保溫后冷卻收集粗鎂即可。

其中還原罐內部抽真空是指氣壓小于等于20Pa。

其中保溫時間為6-10小時。

其中稀土氧化物為氧化鈰和氧化釹中的至少一種。

一種以稀土氧化物作為皮江法煉鎂工藝中礦化劑的應用。

其中稀土氧化物為氧化鈰和氧化釹中的至少一種。

其中稀土氧化物占球團總重量的0.25-3％。

本發明的技術方案與現有技術相比具有以下優點：首先，使用稀土氧化物完全替代螢石，降低了氟對環境的污染，而且現有的設備和工藝條件不需要改變；其次，改質后的鎂渣具有較好的膠凝活性，在水泥和混凝土砌塊中應用可以增大加入比例，鎂渣利用率高，所制備的建材后期強度高，達到節能環保的雙重效果。

具體實施方式

本發明的特點是：在反應過程中，降低了該反應的活化能，因此可以完全取代螢石，起到了催化劑(礦化劑)的作用，減少氟對環境的污染；同時在降溫的過程中又可起到穩定劑的作用，阻止鎂渣中的β-C₂S在溫度降到400-500°C時的相變化，使鎂渣中的正硅酸二鈣主要以β-C₂S為主晶相存在，即防止了粉化現象，又提升了渣料的膠凝活性。

實施例1：

煉鎂原料按質量百分比計，煅燒白云石82.74％和硅鐵17.0％，余量為礦化劑Ce₂O₃。

對照組按質量百分比計，煅燒白云石83.1％和硅鐵16.7％，余量為礦化劑螢石。

將煉鎂原料與礦化劑充分混合后一起粉碎，粉碎至200目，油壓機用15噸壓力壓制成塊作為球團，敲成尺寸為15×10×10mm，放入還原爐中在1200°C下保溫7.5小時，真空度為10Pa，反應結束后，收集金屬粗鎂，其得率與對照組相同，均為16％。鎂渣冷卻到室溫，對照組鎂渣粉化，添加礦化劑Ce₂O₃的鎂渣為塊狀。

實施例2：

煉鎂原料按質量百分比計，煅燒白云石80.5％和硅鐵16.5％，余量為礦化劑Ce₂O₃。對照組采用實施例1中對照組的配方，將煉鎂原料與礦化劑充分混合一起粉碎，油壓機用15噸壓力壓制成塊，塊狀尺寸同實施例1，放入還原爐中在1200°C下保溫7.5小時，真空度為10Pa，反應結束，收集金屬粗鎂，其得率與對照組相同。鎂渣冷卻到室溫，對照組鎂渣粉化，添加礦化劑Ce₂O₃的鎂渣為塊狀。

實施例3：