[發(fā)明專利]一種清潔、連續(xù)還原金屬鎂的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910762918.2
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110512094B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李長勇;趙秀峰;李晗鈺;李峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22;C22B5/04;C01F7/02
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 李子健

本發(fā)明公開了一種清潔、連續(xù)還原金屬鎂的工藝，將氧化鎂和鋁粉按一定混合比均勻混合后壓制成團(tuán)塊，加入真空加料裝置內(nèi)，再由真空加料裝置加入反應(yīng)器內(nèi)，在感應(yīng)加熱區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生鎂蒸氣和固體還原渣料，鎂蒸氣冷凝后得到金屬鎂固體；還原渣料進(jìn)入微波加熱區(qū)進(jìn)一步反應(yīng)，形成美鋁尖晶石產(chǎn)品。本發(fā)明的工藝方法熱效率高，電耗低，加熱速度快、可控性強(qiáng)；生產(chǎn)過程不產(chǎn)生廢渣、廢氣，生產(chǎn)工藝節(jié)能環(huán)保，降低了工人在高溫條件下的勞動強(qiáng)度、提高了工作效率。同時(shí)，也為金屬鎂還原渣的綜合利用提供一種行之有效的工藝方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色輕金屬冶金領(lǐng)域，具體涉及一種清潔、連續(xù)還原金屬鎂的工藝方法。

背景技術(shù)

鎂作為我國獨(dú)特地位的戰(zhàn)略性資源和新型結(jié)構(gòu)材料，在交通輕量化、新能源材料、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、消費(fèi)電子、海洋工程、航空航天以及軍工配套、軍民融合等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用。其中，國家《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》的深入實(shí)施，將為鎂合金提供廣闊的應(yīng)用空間。同時(shí)，我國建設(shè)運(yùn)營城際軌道交通的快速發(fā)展，也必將使鎂合金鑄件、型材、板材大有用武之地。特別是未來，中國將進(jìn)一步加大控制溫室氣體排放力度，爭取到2020年實(shí)現(xiàn)碳排放強(qiáng)度降低40-45％的目標(biāo)。可以預(yù)見，國內(nèi)鎂及鎂合金研發(fā)制造和應(yīng)用領(lǐng)域以及市場更廣、更快、更可持續(xù)發(fā)展。

皮江法是1940年左右發(fā)展起來的一種煉鎂方法，是我國金屬鎂冶煉最具代表性、應(yīng)用最廣泛的熱法煉鎂工藝。到目前為止，皮江法煉鎂仍是我國主要的鎂生產(chǎn)方法。目前我國熱法煉鎂的主要問題集中表現(xiàn)在：

1)能量和原材料有效利用率低

還原周期長，能源利用率極低；還原罐使用壽命短，導(dǎo)致成本高；現(xiàn)有的硅熱法金屬鎂冶煉過程，噸鎂耗標(biāo)煤4.5噸，仍有較大的節(jié)能潛力。在原材料利用方面，利用率較低，間接增加了能耗。

2)勞動強(qiáng)度大，勞動生產(chǎn)率低

國內(nèi)熱法金屬鎂行業(yè)除少數(shù)企業(yè)還原工藝采用機(jī)械化出渣外，尚有占總產(chǎn)能80％的企業(yè)采用勞動強(qiáng)度大人工出渣、加料。根據(jù)中國鎂協(xié)的統(tǒng)計(jì)和我們的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一個一萬噸的金屬鎂廠大概需要500名工人，勞動生產(chǎn)率才20t鎂/人·年，大大低于鋁、銅等常見有色金屬的勞動生產(chǎn)率。

3)勞動環(huán)境惡劣

采用人工清渣和人工加料方式，工人需要在長時(shí)間在還原爐前從事清渣和加料作業(yè)，在清渣和加料的過程中，存在粉塵的飛揚(yáng)。另外，鎂渣和還原爐的熱輻射也比較嚴(yán)重，這導(dǎo)致工人勞動環(huán)境較為惡劣。同時(shí)，對企業(yè)而言，工人的勞動強(qiáng)度大、勞動環(huán)境較為惡劣，導(dǎo)致企業(yè)需要支付更高的工資，增加了企業(yè)的成本。另一方面，硅熱法金屬鎂冶煉過程中有大量的還原渣及燃燒尾氣，還原渣及尾氣不僅要進(jìn)行凈化達(dá)標(biāo)后排放外，而且?guī)ё叽蟛糠譄崮堋－h(huán)保壓力大。

4)無法機(jī)械化生產(chǎn)、自動化

熱法煉鎂的間斷式生產(chǎn)方式目前，在金屬冶煉行業(yè)，還采用類似熱法鎂這種間斷式生產(chǎn)工藝的金屬不多，其他金屬行業(yè)基本上都采用連續(xù)式生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、企業(yè)規(guī)模大、自動化程度高。

5)缺乏高品質(zhì)的鎂及鎂合金產(chǎn)品

雖然我國是金屬鎂生產(chǎn)的大國，但并不是金屬鎂生產(chǎn)的強(qiáng)國，中國每年的金屬鎂產(chǎn)量中，大部分為原鎂，有競爭力且價(jià)格較高的鎂合金產(chǎn)品產(chǎn)量不大。國外的企業(yè)在購置中國的原鎂進(jìn)行深加工后，其產(chǎn)品往往以幾十倍的價(jià)格再銷售到中國市場。