CN105238928B - 一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置及方法，所述的装置包括反应炉室，反应炉室上端固接有金属结晶室，下端设置有升降机，所述升降机带动反应物料在反应炉室内升降运动。可保证金属蒸汽全部在结晶器内结晶，提高了结晶效率和金属收率；设置的电阻发热体近距离接触反应物料，热效率高、升温速率快、反应速度快且节能；结构简单，成本较低；可通过调整气体分布器的高度、改变反应炉室上部挡火板的厚度、改变电阻发热体在反应炉内高度和通过螺旋弹簧紧固件对整个装置进行升降来控制金属结晶器内的温度，进而控制气态金属蒸汽的结晶温度；不仅适用于轻金属的生产，也可用于金属的提纯或低品位矿及赤泥提取轻金属等。

Description

一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置及方法

技术领域：

本发明涉及轻金属制备技术领域，特别是涉及一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置及方法。

背景技术：

轻金属的生产一般可以采取熔盐电解的方法制得，对于一些蒸汽压较高的轻金属，如：锂、镁、钙等，也可以采用真空冶金方法来提取。以金属镁为例，镁的真空冶金方法中硅热或铝热金属真空热还原的方法应用最多，还原剂应用最多的是硅铁合金，原料多为煅烧后的白云石，也可为菱镁矿和石灰石混合物的煅烧产物，此方法称为硅热还原法。对于一些含镁量较多的低品位矿和赤泥等，如低品位的硼镁矿、硼镁铁矿和硼泥，也可以用硅热还原法提取金属镁。硅热还原法按照所用设备装置不同可分为三种，即：皮江法(PidgeonProcess),巴尔札诺法(Balzano Process)和玛格尼法(Magnetherm Process)。

皮江法是应用最广泛的硅热还原提取金属镁的方法，此方法生产的镁约占世界镁产量的70％，它采用的是外加热方法提取金属镁，使用的原料是煅烧白云石和硅铁，将原料研磨混合压成坚实的团块，放入卧式不锈钢管中，采用外部加热，操作温度为1200℃，生产方式是间断的，每个生产周期大约10h，此法的优点是生产工艺简单，投资小，在我国长期使用，已进行工业生产，但能耗损失大，热量传递效率低，生产周期长，且采用横罐冷却端收集镁，金属的结晶不均匀，结晶效果差，金属在结晶器外部存在结晶现象，造成浪费，金属收率下降。巴尔札诺法和玛格尼法采用的是内加热方法提取金属镁，巴尔札诺法是从皮江法演化而来，采用内部加热，所用炉料同皮江法，反应物料被压成较规则的块状接于板状金属电热体之上，但其采用的金属电热体结构较为复杂，装置结构不利于生产操作；玛格尼法采用真空电炉，铝土矿和白云石为原料，硅铁作还原剂，反应温度在1600℃以上，生产时所有物料均为液态，此法反应速度快，单炉产量大，可进行半连续化生产，但生产工艺较复杂，产品纯度也有待提高。

由上所知，现有的提取轻金属的真空还原装置还存在着一些不足，尽管一些相关科学工作者已经对其缺点进行了大量的改进，但轻金属还原效率低，结晶效果差始终没有能够有效的解决，本专利研制的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，它可通过结晶器底部的重量传感器采集的结晶金属重量信号来控制反应物料的升降速度，同时装置还采用内加热反应物料的方法，有效的解决了能耗损失大、还原金属结晶效率低、生产工艺复杂等问题。

发明内容：

针对现有提取轻金属装置存在的不足，本发明的目的在于提供一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置及方法，解决了传统真空还原装置能耗损失大，轻金属结晶效果差、结晶效率低，生产装置工艺复杂等问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，包括反应炉室，反应炉室上端固接有金属结晶室，下端设置有升降机，所述升降机带动反应物料在反应炉室内升降运动；

所述金属结晶室包括第一筒体，所述第一筒体上端设置有上端盖，上端盖上开设有真空抽气管，金属结晶器紧贴在第一筒体内壁上，金属结晶器下部设有环状槽，第一筒体外壁围设有第一冷却水套；

所述反应炉室包括第二筒体，第二筒体上端设置有挡火板，所述挡火板上开设有第一通孔，金属蒸汽通过所述孔进入金属结晶室中，第二筒体下端设置有下端盖，所述下端盖上开设有第二通孔，升降机上的升降杆穿过所述第二通孔固接于第二筒体内部设置的隔热栅，带动所述隔热栅升降运动，隔热栅上放置有U型非金属置料器，非金属置料器的U型腔内设置有两层挡料板，第二筒体内安装有电极，电极的上端固接有电阻发热体，电极的下端外接电源，挡料板分别设置在电极的两侧，用于将物料与电极隔离开，第二筒体外壁围设有保温隔热层，保温隔热层底部设置有支座和弹簧紧固件，所述弹簧紧固件的弹簧末端紧贴第二筒体外壁。

所述金属结晶器底部设有重量传感器。

所述金属结晶器为圆筒状钢制容器。

所述第一筒体内设置有气体分布器，所述气体分布器为底部封闭的圆桶形钢制容器，外壁上纵向对称开有多个孔隙，孔隙内安放一对挂钩，将所述气体分布器挂接于金属结晶室的上端盖。

所述真空抽气管开设在上端盖中部。

所述隔热栅下部的下端盖上设置有保温材料，围设于所述电极的下部，所述第二筒体外壁下端围设有第二冷却水套，围设在所述保温材料外侧。

所述电阻发热体由电阻棒轴向排列组成，呈筒状，所述电阻棒材质为FeCrAl或NiCr或NiSi或SiC。

所述非金属置料器为圆筒形，材质为Al₂O₃或MgO或SiO₂，或者其中两种的混合物或者三者的混合物。

所述挡料板为圆筒形，两层挡料板同轴设置。

所述隔热栅底部设有一凹槽，所述升降杆端部与所述凹槽扣合连接，带动所述隔热栅升降。

所述升降杆与反应炉室之间用液压油密封，密封端部设置有垫圈。

所述第一筒体与上端盖、第一筒体与第二筒体、第二筒体与下端盖之间均通过法兰结构连接，所述法兰结构通过垫圈密封。

所述第一筒体与第二筒体之间法兰结构上的垫圈由耐火材料纤维与耐热合金金属丝制作而成。

所述第一筒体和第二筒体的材质为0Cr25Ni20Si2或3Cr24Ni7RE或40Cr28Ni16。

所述支座底部设有滑轮。

采用上述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置提取轻金属的方法，具体步骤如下：

步骤一：将反应物料放入非金属置料器中，然后将非金属置料器从反应炉室上方放入反应炉室内；

步骤二：将金属结晶室密封连接于反应炉室上方，通过真空抽气管对金属结晶室进行抽真空处理，使装置内部达到规定压力值；

步骤三：将冷却水套连通外部的冷却水，打开电极外接的电源，加热电阻发热体，使反应炉室内温度加热到1200～1300℃；

步骤四：启动升降机，使升降杆推动非金属置料器上升至电阻发热体外侧，反应物料进入加热区；

步骤五：反应物料在装置内部发生化学反应，产生轻金属蒸汽，金属蒸汽通过挡火板上的第一通孔进入金属结晶室，在金属结晶器内完成冷凝结晶；

步骤六：结晶完毕后，关闭电源，金属结晶室冷却至室温后，将金属结晶器取出，得到轻金属结晶。

所述反应物料压制成团块。

在所述金属结晶器底部设有重量传感器，由重量传感器测得结晶速率，通过测得的结晶速率计算得到控制物料上升速率，由升降机外接的计算机控制升降杆的上升速度。

本发明一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置及方法，有益效果如下：

1、可保证金属蒸汽全部在结晶器内结晶，提高了结晶效率和金属收率；

2、内电阻加热使电阻发热体近距离接触反应物料，具有热效率高，升温速率快，反应速度快，节能的特点；

3、不同于现有工业上负责的真空冶金还原装置，本装置结构相对简单，生产工艺也相对简单，成本较低，大部分装置元件都为可拆卸件，使用过程中利于安装、检修和更换等；

4、可通过调整气体分布器的高度、改变反应炉室上部挡火板的厚度、改变电阻发热体在反应炉内高度和通过螺旋弹簧紧固件对整个装置进行升降来控制金属结晶器内的温度，进而控制气态金属蒸汽的结晶温度；

5、本装置不仅适用于轻金属的生产，也可用于金属的提纯或低品位矿及赤泥提取轻金属等。

附图说明：

图1为本发明一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置的结构示意图；

图2为A-A面剖面示意图；

图3为金属结晶室各部分结构的传热示意图。

1-金属结晶室，2-反应炉室，3-升降机，4-第一筒体，5-上端盖，6-真空抽气管，7-气体分布器，8-金属结晶器，9-第一冷却水套，10-第二筒体，11-下端盖，12-电阻发热体，13-挡火板，14-隔热栅，15-非金属置料器，16-升降杆，17-电极，18-挡料板，19-保温材料，20-第二冷却水套，21-保温隔热层，22-支座，23-弹簧紧固件，24-反应物料，25-重量传感器，26-环状槽，27-挂钩，28-液压油，29-真空垫圈，30-法兰，31-滑轮，32-金属结晶体。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

根据图1～图2所示，一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，采用内加热的方法进行加热，包括反应炉室2，反应炉室2上端通过法兰结构固接有圆筒状钢制的金属结晶室1，下端设置有升降机3，升降机3由外接的计算机控制升降，所述升降机3带动反应物料24在反应炉室2内升降运动。

所述金属结晶室1包括第一筒体4，所述第一筒体4上端通过法兰结构连接有上端盖5，上端盖5中部开设有真空抽气管6，有利于均匀抽气，提高真空度，所述第一筒体4内设置有气体分布器7，金属结晶器8紧贴在第一筒体4内壁上，金属结晶器8下部设有环状槽26，用于承接金属蒸汽在金属结晶室内生成的金属结晶体32，第一筒体4外壁围设有第一冷却水套9。

所述的气体分布器7为底部封闭的圆桶形钢制容器，外壁上纵向对称开有多个孔隙，孔隙内安放一对挂钩27，将所述气体分布器7挂接于金属结晶室1的上端盖5，可通过所述的气体分布器7控制金属蒸汽的走向，使蒸汽流贴近金属结晶室1内壁向上流通，有利于金属的结晶，提高金属收率，还可以通过调整挂钩在孔隙中的位置来改变气体分布器7在金属结晶室1的高度位置，以便控制金属结晶室1内部的温度，如挂钩27挂于气体分布器7孔隙中的位置越高，则相应的使气体分布器7在金属结晶室1中的位置越低，金属蒸汽分流则越早，使得金属结晶室1内温度相对越低。

所述反应炉室2包括第二筒体10，第二筒体10上端设置有耐热非金属材料制成的挡火板13，所述挡火板13上开设有第一通孔(未图示)，金属蒸汽通过所述第一通孔进入金属结晶室1中，可根据需要设置不同厚度的挡火板13来控制金属结晶室1内的温度，第二筒体10下端通过法兰结构连接有下端盖11，所述下端盖11上开设有第二通孔(未图示)，升降机3上的升降杆16穿过所述第二通孔，与第二筒体10内部设置的隔热栅14底部开设的凹槽扣合连接，带动所述隔热栅14升降运动，所述升降杆16与反应炉室2之间用液压油28进行密封，密封端部设置有真空垫圈29，隔热栅14可将高温真空还原反应炉室2内热量进行隔挡，隔热栅14上放置有圆筒状的U型非金属置料器15，在其底部有一圆环形切口，非金属置料器15的U型腔内还设置有两个同轴设置的圆筒形挡料板18，第二筒体10内安装有电极17，电极17的上端穿过所述非金属置料器15底部的圆环形切口，固接有由电阻棒轴向排列组成的筒状电阻发热体12，所述电阻发热体12用来提供热源，对反应物料24近距离加热，电极17的下端外接电源，挡料板18分别设置在电极17的两侧，用于将物料与电极17隔离开，所述隔热栅14下部的下端盖11上设置有保温材料19，围设于所述电极17的下部，所述第二筒体10外壁下端围设有第二冷却水套20，围设于所述保温材料19的外侧，第二筒体10外壁上部围设有保温隔热层21，保温隔热层21底部设置有支座22和多个摇臂式螺旋弹簧紧固件23，所述弹簧紧固件23的弹簧末端紧贴第二筒体10外壁，用于以固定高温真空还原反应炉室2和金属结晶室1的高度，所述支座22架设在水平面上，用于支撑整个装置，支座22底部设有滑轮31，以方便对真空还原装置的操作移动。

进一步地，在所述金属结晶器8底部设有重量传感器25，用以测得金属结晶室1中结晶的重量。

进一步地，所述电阻棒材质为FeCrAl或NiCr或NiSi或SiC。

进一步地，所述非金属置料器15材质为Al₂O₃或MgO或SiO₂等耐热非金属氧化物或其混合物，或者其中两种的混合物或者多种的混合物，耐热温度应达到1300℃。

进一步地，所述第一筒体4和第二筒体10的材质为0Cr25Ni20Si2或3Cr24Ni7RE或40Cr28Ni16等耐热合金钢，耐热温度应达到1300℃。

所述第一筒体4与上端盖5、第一筒体4与第二筒体10、第二筒体10与下端盖11之间的法兰结构通过真空垫圈29进行密封；且因为第一筒体4与第二筒体10之间温度相对较高，所述第一筒体4与第二筒体10之间的法兰30上的垫圈29由耐火材料纤维与耐热合金金属丝制作而成。

采用上述的一种可自动升降的内加热提取轻金属的装置提取轻金属的方法(以生产金属镁为具体实例)，具体步骤如下：

步骤一：将压制成团块的反应物料24(锻后白云石和含75％的硅铁的混合物)放入非金属置料器15和挡料板间，然后将非金属置料器15由反应炉室2和金属结晶室1之间的法兰30开口处放入反应炉室2内；

步骤二：将金属结晶室1通过法兰30密封连接于反应炉室2上方，同时密封关闭上端盖5和下端盖11，通过真空抽气管6对金属结晶室1进行抽真空处理，使装置内部剩余压力为1～13Pa；

步骤三：将第一、第二冷却水套20连通外部的冷却水，打开电极17外接的电源，加热电阻发热体12，使反应炉室2内温度加热到1200～1300℃；

步骤四：启动升降机3，使升降杆16推动非金属置料器15上升至电阻发热体12外侧，如图1中反应炉室内虚线所示位置，反应物料24进入加热区；

步骤五：当进入加热区的反应物料24加热到1200～1300℃，在装置内部剩余压力为1～13Pa条件下，反应物料24在装置内部发生如下化学反应:

2(MgO·CaO)(固)+Si(固)＝2Mg(气)+2CaO·SiO₂(固)

产生镁蒸汽，镁蒸汽通过挡火板13上的第一通孔进入金属结晶室1，在金属结晶器8内完成冷凝结晶，固态反应产物则留在非金属置料器15内；

步骤六：通过在所述金属结晶器8底部设有重量传感器25，测得结晶的重量达到或接近生产的结晶镁化学计量值后，关闭升降机3、加热电源、冷却水套和抽真空装置，待装置体系将至室温时，打开上端盖5，将金属结晶器8取出，将金属结晶器8上附着的金属镁取出，即得到结晶状态的固体镁，制得的镁的纯度达到98％以上，打开反应炉室2和金属结晶室1之间的法兰30，将非金属置料器15和挡料板取出，清理反应生成的灰渣。

在金属提取过程中，金属结晶室1内进行着金属蒸汽的结晶，如图3所示，第一冷却水套9内冷却水的传热方式为对流传热，第一筒体4、金属结晶器8以及金属结晶体32的传热方式为热传导，金属结晶室1内金属蒸汽的传热方式则为对流和辐射传热；如第一冷却水套9内的水流量足够大，则金属结晶室1的第一筒体4外壁温度恒定为t₁，即为冷却水的温度，当反应进行稳定时，可认为金属结晶器8内的金属蒸汽的温度为定值t₂。由此可见，传热速率主要由热传导速率所控制。

设金属结晶室的金属结晶体32、金属结晶器8和第一筒体4的导热系数分别为λ₁、λ₂、λ₃，金属结晶体32厚度、金属结晶器8内半径、第一筒体4内半径和第一筒体4外半径分别为s、r₁、r₂、r₃，第一冷却水套9的高度L(未图示)，若第一筒体4与金属结晶器8外壁以及金属结晶器8内壁与金属结晶体32接触良好，则：

热传导速率：

式中L、t₁、t₂、r₁、r₂、r₃、λ₁、λ₂、λ₃，都为常数，金属结晶体32的厚度s随着反应的进行逐渐增大，且s<r₁，理论上最大值为r₁，即s从0趋近于r₁，则r₁-s从r₁趋近于0，r₁/r₁-s从1趋近于无穷大，ln(r₁/r₁-s)以对数递增的形式从0趋近于无穷大，金属的导热系数相差不大，其数值大约为10到500W/m·K，即λ₁、λ₂、λ₃在同一数量级，则热传导速率Q将随着反应的进行，以y＝1/x函数的形式逐渐下降，即热传导速率在反应初期下降速度较快，在反应后期下降速度趋于平缓。当r₁、r₂、r₃接近时，即第一筒体4外半径和金属结晶器8厚度越小或第一筒体4内半径较大时，热传导速率的这种变化趋势越接近于上述分析。

而金属结晶器8内金属结晶体32的结晶速率与热传导速率是成正比的，即：

E—金属的结晶速率，mol/s；

Q—热传导速率，W；

ΔH—气态金属在金属结晶器内转变为固态金属需放出的热量，J/mol，且：

(3)式中：t₃—金属的沸点，K；

t₄—金属的熔点，K；

t₅—金属的相转变点，K；

c_p气——气态金属的恒压摩尔热容，J·(K·mol)^-1；

c_p液——液态金属的恒压摩尔热容，J·(K·mol)^-1；

c_p固1——高于相转变点温度的固态金属恒压摩尔热容，J·(K·mol)^-1；

c_p固2——低于相转变点温度的固态金属恒压摩尔热容，J·(K·mol)^-1；

ΔH_沸——金属的气化热，J/mol；

ΔH_熔——金属的熔化热，J/mol；

ΔH_转——金属的相转变热，J/mol；

(3)式中所有参数都可在热力学数据手册中查得。

若想使反应炉室2内生成的所有气态金属全部在金属结晶器8内结晶，并且使金属结晶器8不浪费产能，应使反应生成的气态金属速率与结晶速率一致，而通过(2)式计算出来的结晶速率应与由重量传感器25测得结晶速率相同。

设高温真空还原反应炉室2内发生的氧化还原反应如下：

cA+d/bB_aO_b＝ad/bB+A_cO_d (4)

(4)式中：A为还原金属，B_aO_b为被还原金属氧化物，B为被还原金属，A_cO_d为还原金属氧化物，a、b、c、d为化学计量数，

若使被还原金属B的生成速率为结晶速率E，则由方程式(4)配平可得，原料A输送速率为(b·c/a·d)·E mol/s，原料B_aO_b的输送速率为E/a mol/s；设原料A的摩尔质量为M_A，原料B_aO_b的摩尔质量为M_BaOb，则原料A和原料B_aO_b的总质量输送速率为(b·c/a·d)·E·M_A+(1/a)·E·M_BaOb g/s；若反应物料24的填料密度为ρg/m³，则原料A和原料B_aO_b的总体积输送速率为[(b·c/a·d)·E·M_A+(1/a)·E·M_BaOb]/ρm³/s。由图1、图2可知，反应物料24被放置于非金属置料器15和挡料板18内，其置料区域底面形状呈圆筒形和圆柱形的两部分，若其底面积总和为S，则非金属置料器15和挡料板18内的物料上升速率为[(b·c/a·d)·E·M_A+(1/a)·E·M_BaOb]/(ρ·S)m/s。

综上所述，物料上升速率：

v＝BE (5)

还可以考虑到为满足还原装置顺利运行所存在的各种误差，设置一修补系数A，即v＝A+BE。

其中，比例系数B＝[(b·c/a·d)·M_A+(1/a)·M_BaOb]/(ρ·S) (6)

a、b、c、d——方程式(4)中各物质的化学计量数；

M_A——还原金属的摩尔质量，g/mol；

M_BaOb——被还原金属氧化物的摩尔质量，g/mol；

ρ——反应物料24的填料密度，g/m³；

S——非金属置料器15和挡料板的置料底面积，m²；

在整个金属提取过程中，由于化学反应速率较大，物料可以在相当短的时间内全部发生反应，同时生成的金属蒸汽很快传递到金属结晶室1内结晶。通过重量传感器25测得的结晶速率算得物料的上升速率，进而算得物料上升速率，使得生成的金属蒸汽全部在金属结晶器8内结晶，使整个装置反应过程趋于稳定，产能使用率最大化。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，其特征在于：包括反应炉室，反应炉室上端固接有金属结晶室，下端设置有升降机，所述升降机带动反应物料在反应炉室内升降运动；

所述金属结晶室包括第一筒体，所述第一筒体上端设置有上端盖，上端盖上开设有真空抽气管，金属结晶器紧贴在第一筒体内壁上，金属结晶器下部设有环状槽，第一筒体外壁围设有第一冷却水套，所述第一筒体内设置有气体分布器，所述气体分布器为底部封闭的圆桶形钢制容器，外壁上纵向对称开有多个孔隙，孔隙内安放一对挂钩，将所述气体分布器挂接于金属结晶室的上端盖；

所述反应炉室包括第二筒体，第二筒体上端设置有挡火板，所述挡火板上开设有第一通孔，金属蒸汽通过所述孔进入金属结晶室中，第二筒体下端设置有下端盖，所述下端盖上开设有第二通孔，升降机上的升降杆穿过所述第二通孔固接于第二筒体内部设置的隔热栅，带动所述隔热栅升降运动，隔热栅上放置有U型非金属置料器，非金属置料器的U型腔内设置有两层挡料板，第二筒体内安装有电极，电极的上端固接有电阻发热体，电极的下端外接电源，挡料板分别设置在电极的两侧，用于将物料与电极隔离开，第二筒体外壁围设有保温隔热层，保温隔热层底部设置有支座和弹簧紧固件，所述弹簧紧固件的弹簧末端紧贴第二筒体外壁。

2.根据权利要求1所述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，其特征在于：所述金属结晶器底部设有重量传感器。

3.根据权利要求1所述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，其特征在于：所述隔热栅下部的下端盖上设置有保温材料，围设于所述电极的下部，所述第二筒体外壁下端围设有第二冷却水套，围设在所述保温材料外侧。

4.根据权利要求1所述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，其特征在于：所述电阻发热体由电阻棒轴向排列组成，呈筒状，所述电阻棒材质为FeCrAl或NiCr或NiSi或SiC。

5.根据权利要求1所述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，其特征在于：所述隔热栅底部设有一凹槽，所述升降杆端部与所述凹槽扣合连接，所述两层挡料板同轴设置。

6.根据权利要求1所述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置，其特征在于：所述升降杆与反应炉室之间用液压油密封，密封端部设置有垫圈，所述支座底部设有滑轮。

7.采用权利要求1所述的一种可自动升降物料的内加热提取轻金属的装置提取轻金属的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：将反应物料放入非金属置料器中，然后将非金属置料器从反应炉室上方放入反应炉室内；

步骤二：将金属结晶室密封连接于反应炉室上方，通过真空抽气管对金属结晶室进行抽真空处理，使装置内部达到规定压力值；

步骤三：将冷却水套连通外部的冷却水，打开电极外接的电源，加热电阻发热体，使反应炉室内温度加热到1200～1300℃；

步骤四：启动升降机，使升降杆推动非金属置料器上升至电阻发热体外侧，反应物料进入加热区；

步骤五：反应物料在装置内部发生化学反应，产生轻金属蒸汽，金属蒸汽通过挡火板上的第一通孔进入金属结晶室，在金属结晶器内完成冷凝结晶；

步骤六：结晶完毕后，关闭电源，金属结晶室冷却至室温后，将金属结晶器取出，得到轻金属结晶。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述反应物料压制成团块。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在所述金属结晶器底部设有重量传感器，由重量传感器测得结晶速率，通过测得的结晶速率计算得到控制物料上升速率，由升降机外接的计算机控制升降杆的上升速度。