CN101117667A - 一种以液态钙为还原剂的金属镁还原工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有色金属冶炼领域，尤其涉及一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺及装置。其特征是采用液钙为还原剂，与氧化镁反应得到镁蒸气，工艺流程如下：首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的1/3～2/3；然后，将固体钙和氧化镁粉末按(1～2)∶1的比例混合后送入反应器中，物料浸在液钙中；当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生镁蒸气，反应温度控制在1150～1300℃，镁蒸气通过引风机进入结晶器冷却。该工艺具有反应在常压下进行，不使用还原罐，反应为固-液相反应，反应速率快，反应物接触充分等优点。为炼镁工艺提供了一条节能降耗、绿色生产、可持续发展的道路。

Description

一种以液态钙为还原剂的金属镁还原工艺及装置
技术领域
本发明属于有色金属冶炼领域，尤其涉及一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺及装置。
技术背景
我国是原镁生产大国，近年来，原镁产量一直位居全球第一。然而，我国还远不是镁工业强国。我国炼镁工艺主要采取硅热还原法，即皮江法。但硅热法尚存在诸多问题，主要有以下几个方面：(1)还原温度高，还原罐正好处于临界温度范围内工作，还原罐使用寿命很短(40～90天)，成本大大增加；(2)反应在真空条件下完成，不能连续进料，所以不能实现连续生产，单罐产量很小(每罐每个还原周期只生产20～25Kg)；(3)反应为硅铁和煅白之间的固-固相反应，反应速率低(罐内还原时间约需9～10小时)，生产率低下；(4)因为采用的是固-固相反应，必然造成反应物接触不充分，还原反应不完全，造成原料(煅白)和还原剂(硅铁)的消耗量远远大于理论消耗量(生产1吨原镁一般需要白云石11吨，需要硅铁1.2吨)；(5)球团堆积体的有效导热系数小，反应过程中，热量难于从还原罐外部传到罐子中心部位，延长了还原周期(10～12小时)；(6)传统硅热法中的镁还原反应需要在1200℃以上才能进行，因此还原炉的烟气一般也在1100～1200℃排出炉膛，还原炉热利用率很低(小于10％)，造成大量能源浪费(仅还原工艺本身生产一吨原镁约需燃用标准煤6～7吨)，并严重污染环境。
发明内容
本发明的目的是为解决硅热法炼镁工艺存在的能耗大、反应速率低、间歇式生产、生产周期长、单炉产量低、成本高且环境污染严重等问题，提出了一种简单，环保，并能实现大规模连续生产的镁还原工艺。
一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺，其特征是采用液钙为还原剂，与氧化镁反应得到镁蒸气。其反应式为：Ca(l)+MgO(s)＝Mg(g)+CaO(s)。
工艺流程如下：
首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的1/3～2/3。然后，将固体钙和氧化镁粉末按(1～2)∶1的比例混合后送入反应器中，使其浸没在液钙中。可采用螺旋进料器进料，该种方式既能实现连续进料，又能阻止外界空气进入，防止镁被氧化。当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生气态金属镁。为保证反应进行，同时避免液钙气化，反应温度应控制在1150～1300℃。镁蒸气由引风机抽取进入结晶器冷却得到原镁。生产过程中可采用多组结晶器，通过阀门控制进行切换使用，以实现连续出镁。
为保证本工艺的顺利实施，本发明设计了专用装置。该装置包括燃烧室、反应器、进料系统、出渣系统、液钙回流装置、镁蒸气收集系统及水冷系统。燃烧室4砌成圆柱状，烧嘴砖10沿切向安装，燃烧室内部装有螺旋通道14，燃烧室上部砌有烟道9。反应器3布置在燃烧室中轴线上，分为两部分，上部为反应容器，下部为出渣系统。镁蒸气收集系统置于反应器的上部。反应器的顶盖上安装管道与结晶器2，引风机1相连接。在结晶器处安装水冷套13。反应器上部一侧为螺旋进料机8，另一侧安装液钙回流管5。螺旋进料机上部安有进料漏斗7。液钙回流管上端接反应器进口，下端安装在反应器的出口，并装有小于50目的过滤网。泵6安装在液钙回流管上。出渣系统采用双闸板定容结构，通过阀门11的切换作用，使炉渣进入装渣车12运走。
该还原工艺具有以下优点：
(1)反应在常压下即可完成，实现了连续生产，提高了生产率；
(2)燃料可采用气体，液体及固体燃料；
(3)还原反应为固-液相反应，反应物(氧化镁和液钙)接触充分，反应速率快，还原反应可在20～40分钟内完成，大大缩短了反应时间，也有利于提高生产率；
(4)本工艺无还原罐消耗，大大节约了生产成本；
(5)能耗大幅度降低，达到了节能降耗的目的；
(6)原料选择范围更大，镁原料除白云石外，还可选用菱镁矿，蛇纹石等；
(7)使用新的紧凑式高产率的还原炉代替了原有的单排或双排还原罐式还原炉，一次性投资大大降低，厂房占地面积亦大为减小。
附图说明
图1是液钙还原炼镁工艺装置示意图；
图2液钙还原炼镁工艺装置剖视图。
具体实施方式
1.一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺。首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的1/3；然后，将固体钙和氧化镁粉末按2∶1的比例混合后送入反应器中，物料浸在液钙中；当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生镁蒸气，反应温度控制在1150～1300℃，镁蒸气通过引风机进入结晶器冷却，结晶器采用两组。
2.一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺。首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的1/3；然后，将固体钙和氧化镁粉末按2∶1的比例混合后送入反应器中，物料浸在液钙中；当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生镁蒸气，反应温度控制在1150～1300℃，镁蒸气通过引风机进入结晶器冷却，结晶器采用四组。
3.一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺。首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的2/3；然后，将固体钙和氧化镁粉末按1∶1的比例混合后送入反应器中，物料浸在液钙中；当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生镁蒸气，反应温度控制在1150～1300℃，镁蒸气通过引风机进入结晶器冷，结晶器采用两组。
4.一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺。首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的2/3；然后，将固体钙和氧化镁粉末按1∶1的比例混合后送入反应器中，物料浸在液钙中；当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生镁蒸气，反应温度控制在1150～1300℃，镁蒸气通过引风机进入结晶器冷，结晶器采用四组。

Claims (2)

1.一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原工艺，其特征是采用液钙为还原剂，与氧化镁反应得到镁蒸气，工艺流程如下：
首先向反应器中加入固体钙并加热使其熔化，加入量保证熔化后液钙的体积占反应器容积的1/3～2/3；然后，将固体钙和氧化镁粉末按1～2∶1的比例混合后送入反应器中，物料浸在液钙中；当温度达到1090℃时，反应开始进行，产生镁蒸气，反应温度控制在1150～1300℃，镁蒸气通过引风机进入结晶器冷却。
2.一种以液态钙作为还原剂的金属镁还原装置，其特征是包括燃烧室，反应器，进料系统，出渣系统，液钙回流装置，镁蒸气收集系统，水冷却系统；燃烧室(4)砌成圆柱体状，在反应器(3)外围，烧嘴砖(10)切向方向安装，燃烧室内部装有螺旋通道(14)，燃烧室上部砌有烟道(9)；反应器分为两部分，上部为反应容器，下部为出渣系统；镁蒸气收集系统在反应器的上部，反应器的顶盖上安装管道与结晶器(2)、引风机(1)相连接，在结晶器处安装水冷套(13)，反应器上部一侧为螺旋进料机(8)，另一侧安装液钙回流管(5)；螺旋进料机上部安有进料漏斗(7)；液钙回流管上端接反应器进口，下端安装在反应器的出口，并装有小于50目的过滤网；泵(6)安装在液钙回流管上；出渣系统采用双闸板定容结构，通过阀门(11)的切换，使炉渣进入装渣车(12)运走。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101705374A (zh) * 2009-11-06 2010-05-12 北京大学 一种加快还原提高金属镁生产率的工艺
CN101985701A (zh) * 2010-11-11 2011-03-16 北京科技大学 一种碳化钙常压还原煅烧菱镁矿的方法
CN105695769A (zh) * 2014-11-28 2016-06-22 鞍钢股份有限公司 激光炼镁装置及方法
CN105695767A (zh) * 2014-11-28 2016-06-22 鞍钢股份有限公司 一种真空半连续炼镁还原装置及方法
CN105695768A (zh) * 2014-11-28 2016-06-22 鞍钢股份有限公司 一种半连续炼镁还原装置及方法
CN106191467A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 吉林市润成膜科技有限公司 一种原镁冶炼同时制备多孔硅的方法
CN111270088A (zh) * 2020-02-10 2020-06-12 中国恩菲工程技术有限公司 感应加热液态搅拌连续炼镁的系统和方法
CN111321310A (zh) * 2020-02-10 2020-06-23 中国恩菲工程技术有限公司 制备金属镁的方法和系统
CN113278821A (zh) * 2021-04-30 2021-08-20 西安交通大学 一种以纯硅粉为还原剂直接还原出金属镁的方法
CN113801998A (zh) * 2021-09-03 2021-12-17 西安交通大学 一种常压氩气保护金属镁连续化还原方法及装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033759A (en) * 1975-09-04 1977-07-05 Ethyl Corporation Process for producing magnesium utilizing aluminum metal reductant
US4498927A (en) * 1983-03-10 1985-02-12 Aluminum Company Of America Thermal reduction process for production of magnesium using aluminum skim as a reductant

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101705374A (zh) * 2009-11-06 2010-05-12 北京大学 一种加快还原提高金属镁生产率的工艺
CN101985701A (zh) * 2010-11-11 2011-03-16 北京科技大学 一种碳化钙常压还原煅烧菱镁矿的方法
CN101985701B (zh) * 2010-11-11 2012-11-28 北京科技大学 一种碳化钙常压还原煅烧菱镁矿的方法
CN105695767B (zh) * 2014-11-28 2017-09-26 鞍钢股份有限公司 一种真空半连续炼镁还原装置及方法
CN105695769A (zh) * 2014-11-28 2016-06-22 鞍钢股份有限公司 激光炼镁装置及方法
CN105695767A (zh) * 2014-11-28 2016-06-22 鞍钢股份有限公司 一种真空半连续炼镁还原装置及方法
CN105695768A (zh) * 2014-11-28 2016-06-22 鞍钢股份有限公司 一种半连续炼镁还原装置及方法
CN105695768B (zh) * 2014-11-28 2017-09-12 鞍钢股份有限公司 一种半连续炼镁还原装置及方法
CN106191467A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 吉林市润成膜科技有限公司 一种原镁冶炼同时制备多孔硅的方法
CN111270088A (zh) * 2020-02-10 2020-06-12 中国恩菲工程技术有限公司 感应加热液态搅拌连续炼镁的系统和方法
CN111321310A (zh) * 2020-02-10 2020-06-23 中国恩菲工程技术有限公司 制备金属镁的方法和系统
CN111270088B (zh) * 2020-02-10 2023-10-13 中国恩菲工程技术有限公司 感应加热液态搅拌连续炼镁的系统和方法
CN111321310B (zh) * 2020-02-10 2024-03-19 中国恩菲工程技术有限公司 制备金属镁的方法和系统
CN113278821A (zh) * 2021-04-30 2021-08-20 西安交通大学 一种以纯硅粉为还原剂直接还原出金属镁的方法
CN113801998A (zh) * 2021-09-03 2021-12-17 西安交通大学 一种常压氩气保护金属镁连续化还原方法及装置

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