[實用新型]激光煉鎂裝置

有效

• 申請號: 201420731952.6
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204311113U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 張偉;巨東英;童曉宇;李金蓮;楊亮;付國利;張興虎;張立國;王再義;韓子文
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及金屬鎂冶煉技術領域，特別涉及一種通過激光照射制備金屬鎂的裝置。

背景技術

目前鎂冶煉的方法主要有電解法和熱還原法兩種，其中氯化鎂電解法是電解熔融的無水氯化鎂，使之分解成金屬鎂和氯氣。該工藝的主要問題是無水氯化鎂制備困難，同時生產設備腐蝕嚴重，經常發生氯化氫和氯氣的泄露，對人體及環境造成危害和污染。熱還原法主要是硅熱還原法，典型代表即皮江法，我國目前約95％以上的原鎂都由皮江法生產，皮江法是將煅燒白云石和硅鐵按一定配比磨粉、壓塊，在高溫和真空條件下，使氧化鎂還原為鎂蒸氣，然后冷凝結晶為粗鎂，再經精煉制得鎂錠。皮江法具有很多優點，原材料可就地取材，規模能大能小，生產成本比電解法低，工藝技術比較容易掌握，但其缺點也很突出，最大問題是能耗高、溫室氣體和固體廢渣排放量大、資源利用率低和環境污染嚴重。

煉鎂應用最廣泛的“皮江法”采用間斷式的還原罐工藝，不易實現大規模生產和機械化作業，罐內物料以固相接觸方式進行反應，還原周期長，而且外部加熱方式使熱效率低，也限制單罐裝料量，反應罐反復加熱導致損耗快，成本高。目前眾多的專利方法大都是對還原罐的結構改進優化，例如CN201873732U、CN2782707、CN2923731、CN202576531U等，此外還有對皮江法加熱方式、形式的部分改進，例如CN?1811313A、CN?201942729U等，但基本上仍是以煤、重油、天然氣或煤氣等加熱，并沒有從根本上杜絕煙塵排放、溫室氣體排放以及環境污染問題，而且多采用高溫煙氣對流加熱方式，傳熱效率低、能耗高、還原周期長、以及由于大多采用手工間歇操作造成的勞動強度大和生產效率低等狀況一直沒有得到明顯改善。

綜上，現有金屬鎂的冶煉方法及設備往往需要耗費大量電能或煤、天然氣等化石能源加熱，造成的環境污染非常嚴重，同時生產效率低。

實用新型內容

本實用新型目的在于，提供一種激光煉鎂裝置，以解決現有金屬鎂的冶煉技術中存在的能耗高、污染嚴重、生產效率低等問題。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種激光煉鎂裝置，其特征在于包括反應器，及置于反應器上方的激光器，還包括通過管路與反應器聯通的輸氣裝置和輸料裝置；所述反應器包括帶有進料口和出料口反應器殼體，反應器內底部具有可通過驅動裝置控制連續水平移動的料床，料床上放置裝載含鎂原料的料槽，料床兩側對稱設有電極板收集槽，分別聯接電源的正負極，并且電極板收集槽外側帶有夾層冷卻水套，電極板收集槽可從反應器中抽出，反應器頂部還具有正對激光器的安裝有玻璃透鏡的入射窗，透鏡周圍設有環縫吹掃裝置，環縫吹掃裝置設有進氣管，反應器底部料床兩側還設有對稱的底吹排管；所述激光器連接激光器控制裝置；所述輸氣裝置包括由管路連接的儲氣瓶、減壓器、流量計和閥門、所述環縫吹掃進氣管和底吹排管分別通過吹掃進氣閥門、底吹排管進氣閥門與輸氣裝置聯接；所述輸料裝置包括由管路連接的料倉和出料閥門。

所述反應器的殼體為長方體形；

所述電極板收集槽底部為槽狀，用來產生電場和收集鎂；

所述反應器頂部的入射窗玻璃透鏡形狀為長方體形，這樣激光束可以延長向來回掃描移動，增加照射面積；

所述環縫吹掃管四周環縫的出氣口方向均彎向內側，這樣可吹掃惰性氣體在透鏡下方形成氣體屏障，防止反應形成的氣態產物粘附于鏡面上影響透光；

所述反應器底部的底吹排管用于吹入惰性氣體保證反應區域的惰性氣氛并輔助鎂的收集；

所述環縫吹掃管用惰性氣體和底吹排管用惰性氣體為同一惰性氣體；

所述激光器用于產生一定功率和直徑的激光；

所述輸氣裝置用于向反應器內通入惰性氣體；所述輸料裝置用于向反應器提供反應原料。

所述玻璃透鏡為可以透過激光的材質，優選為遠紅外玻璃材質；

所述電極板收集槽為金屬板，優選為銅板；

所述激光器可以是固體激光器、氣體激光器或半導體激光器，優選為使用千瓦級功率的CO₂激光器；

所述惰性氣體可以是氬氣、氦氣、氖氣，優選為使用氬氣；

所述含鎂原料為氧化鎂或氯化鎂原料，優選為氧化鎂；