[發明專利]一種鎂結晶過濾器及粗鎂還原過濾提純工藝

在審

• 申請號: 201710036865.7
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN107400789A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 朱軍;趙世幫;劉偉朝;馬小芳;胡舉忠;龐全世;李明營
• 申請（專利權）人: 青海豐瑞鎂業有限公司
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22;C22B9/02
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 康瀟

技術領域

本發明涉及有色金屬冶煉技術領域，具體為一種鎂結晶過濾器及粗鎂還原過濾提純工藝。

背景技術

進入21世紀，金屬鎂以其資源豐富而日益受到重視，特別是結構輕量化技術及環境保護的需求更加促成了鎂工業的快速發展。隨著國內外鎂合金深加工企業對高品質鎂合金的研究與產業化規模的加大，近年來對高純鎂的需求量明顯增大。

高純鎂是新興高技術工業材料，主要用于國防、原子能工業、醫藥、電化學功能性材料、化工等領域以及采用高純鎂合金生產航天航空器件、電子儀表、汽車零部件、家電產品、如高級手機以及筆記本電腦機殼等產品。

另外，作為一種特種金屬還原劑，高純鎂粉是生產原子能工業大量需要的高純度鈦、鋯、鈾等難熔煉金屬材料的還原劑。因此，國內市場對高純原鎂的需求日益增加。

目前，市場上(GB/T3499-2007)M9995牌號鎂錠價格高于普通鎂錠3000元。因此，積極研究、開發高純鎂是企業自身精細化管理的需要，也是提高產品技術含量和附加值有效途徑，對提升企業經濟效益和競爭力具有重大的意義。

目前，國內煉鎂工藝均采用“以硅作還原劑的橫罐外熱法”還原制取粗鎂，之后采用熔劑法精煉所獲得的粗鎂，然后鑄造成為商品鎂。

鎂還原罐由半球型封頭、直通罐體和冷卻水套三部分組成，加熱部分主要為直通罐體和封頭部分，且還原罐多采用臥式橫罐，在還原罐封頭底部兩側開燃燒孔燃氣加熱。故在加熱還原過程中還原罐內部溫度存在一個溫度變化場，越靠近冷卻水套部分溫度越低。

鎂還原過程中熔點較低的金屬如鉀、鈉首先升華成蒸汽并在還原罐鉀溫度最低處結晶(鉀鈉擋板處)，其次是鎂鋅在結晶器區域的結晶，其次是其余置換金屬在結晶器底部區域混雜在鎂中進行結晶，如中國專利公開了“一種制備高純鎂的鎂蒸汽過濾裝置”(專利號：CN2034292306U)，該專利通過設置原料球、還原罐、結晶器、堵截器、冷卻裝置、鐵板、第一層隔熱板和第二層隔熱板，且第一層隔熱板和第二隔熱板均采用Cr24Ni7合金鋼鑄件制成，且由于第一層隔熱板上只開設四個通孔，第二層隔熱板上開設有八個通孔，從而導致金屬蒸汽與第一層隔熱板和第二層隔熱板的接觸面積較小，從而會導致粗鎂取出雜質的效果不好，從而導致粗鎂中摻雜中微量的雜質元素，使產品質量不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎂結晶過濾器及粗鎂還原過濾提純工藝，以解決傳統的鎂還原過程中，粗鎂中摻雜中微量的雜質元素，使產品質量不高的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鎂結晶過濾器，包括罐體，所述罐體的表面貫穿設置在墻體內，所述罐體的內部設置有過濾器本體、結晶器和鉀鈉擋板，所述結晶器位于過濾器本體和鉀鈉擋板之間，所述罐體的一端套接有冷卻水套，所述罐體的頂端設置有真空管，所述真空管頂端穿過冷卻水套并通過法蘭與真空系統連接。

所述過濾器本體包括兩個石墨板，且兩個石墨板的厚度均為40毫米，且兩個石墨板的直徑均為235毫米，且兩個石墨板的中心處均開設有直徑為22毫米的第一通孔，所述石墨板的表面設置有第一不銹鋼皮，所述第一不銹鋼皮的外壁與罐體的內壁連接，且兩個第一通孔的內壁均通過第二不銹鋼皮分別與不銹鋼管兩端的表面焊接，所述石墨板的側面距離其中心42毫米的位置等距離開設有8個第二通孔，所述石墨板的側面距離其中心74毫米的位置等距離開設有16個第三通孔，所述石墨板的側面距離其中心106毫米的位置等距離開設有24個第四通孔，所述石墨板的側面距離其中心138毫米的位置等距離開設有32個第五通孔，所述石墨板的側面距離其中心170毫米的位置等距離開設有40個第六通孔，所述石墨板的側面距離其中心202毫米的位置等距離開設有48個第七通孔。

一種粗鎂還原過濾提純工藝，包括以下步驟：

S1、白云石煅燒：將白云石在回轉窯或豎窯中在第一溫度下燒成鍛白(MgOCaO)。

S2、配制料球：將鍛白、硅鐵粉和螢石粉用電子秤進行計量配料，再使用粉碎機進行粉碎，最后使用制球機壓制成球。

S3、還原：將料球放置在罐體內，在第二溫度下進行加熱，在不小于13.3Pa的真空條件下，持續加熱8-10小時，且石墨板的溫度為700-900℃，高溫金屬蒸汽(Mn、Cu、Ni、Fe、Si和Ti)經過過濾器本體進行結晶，氧化鎂還原成鎂蒸氣，經過不銹鋼管進入結晶器，冷凝后成為粗鎂。

優選的，所述第一不銹鋼皮、第二不銹鋼皮和不銹鋼管的厚度均為1-1.5毫米，所述不銹鋼管的長度為230毫米。