CN1664135A - 一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有色金属镁的提取方法，该方法以白云石(MgCO3、CaCO3)、水镁石(Mg(OH) 2)和菱镁矿(MgOCO3)为原料，以铝金属为还原剂提取镁的方法，首先将上述三种原料分别加以煅烧制取氧化镁，以氧化镁与还原剂铝反应，其化学反应式为：21MgO+12CaO+14Al＝12CaO·7Al2O3+21Mg，其中各原料的重量按反应式计算和实际称料：经混合、压团后加入还原罐，还原罐加入还原炉；其优点为：有利于节省能耗20～50％和延长还原罐使用寿命；还原周期从12h降低到7～8h，增加单罐产量；提高镁产量30～90％；料镁比降低；炉渣可利用，炉渣有多种用途，该法会降低镁的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色金属镁的提取方法。
背景技术
目前，用于热法炼镁的含氧化镁的主要矿物有菱镁矿(主要化学成分为MgCO3)白云石(MgCO3、CaCO3)和水镁石(Mg(OH)2)。其中国内外被广泛使用皮江法，即以煅烧白云石(MgO、CaO)为原料和以硅铁(Si-Fe)为还原剂来炼镁。采用皮江法炼镁的优点是方法简单，长期以来一直延用，但其不足之处是：能耗高，每吨镁需13吨煤，而煤的成本也不断攀高，还原周期和还原时间长(需10～12小时)，单产镁量不高，每个还原罐能产30Kg左右的镁，最大缺点：排放大量的渣和CO2，对环境造成污染，而且矿渣难以处理，总之皮江法炼镁使资源和能源都有很大的浪费。
发明内容
为解决以上皮江法炼镁之不足，本发明的目的提供一种热还原氧化镁的工艺方法，利用皮江法原有设备而采用还原剂铝，以含氧化镁矿物(白云石、菱镁石和水镁石)为原料的炼镁方法，有效地解决了资源和能源浪费的问题。
本发明以白云石、菱镁石、水镁石为原料，以铝为还原剂，用热还原氧化镁之工艺方法如下：
(1)首先从上述三种还原料中以煅烧提取氧化镁，
煅烧化学反应式：
白云石 (1)
菱镁石 (2)
水镁石 (3)
(1)式的煅烧温度为1200°～1250℃；
(2)式的煅烧温度为650°～1150℃；
(3)式的煅烧温度为650°～1250℃。
(2)利用氧化镁(MgO)加入铝还原剂，为了降低还原温度在煅烧菱镁石和水镁石中加入少量氧化钙(CaO)，提取镁化学反应式：
(3)各原料重量比为：规定粒度的原料(-0.15mm～-0.075mm)和还原剂(-0.25mm～-0.075mm)按相应化学反应式(4)配料，生产1吨镁(Mg)需1.66吨MgO、1.17吨CaO和0.74吨Al和产生2.7吨炉渣(12CaO.7Al2O3)。经混合、压团后加入还原罐，还原罐加入还原炉。还原反应温度为1100～1150℃，真空度为1～23.3Pa。
本发明与已有技术比较有如下优点：
还原温度从1200℃降低到1150-1100℃，即降低温度50-100℃，这有利于节省能耗20～50％和延长还原罐使用寿命；还原周期从12h降低到7～8h，每天、每个还原罐从出2次镁到出3次镁，增加单罐镁产量；提高镁产量30～90％；料镁比降低；炉渣可利用，炉渣有多种用途，可使目前吨镁价格分别降低￥800～3500元。综上，该法会降低镁的生产成本。
具体实施方式
一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法结合实施例加以说明；
实施例1：铝热法还原煅烧白云石炼镁
白云石的化学分子式为MgCO3.CaCO3。白云石含有21.8％MgO和30.4％CaO，其余为CO2。白云石中MgO和CaO是波动的，同时还含有杂质。
白云石经煅烧发生下列化学反应：
该反应生成的MgO.CaO称为煅烧白云石(俗称煅白)。
以铝(Al)为还原剂热还原MgO.CaO的化学反应如(2)所示。
煅烧白云石中MgO和CaO含量是波动的，即MgO和CaO含量有时高于理论值，有时低于理论值，煅烧白云石中MgO含量较高时需加CaO，CaO含量较高时需加MgO。铝、煅烧白云石或石灰煅烧水镁石，配料比分别为0.8-1.5∶7-14∶0-2∶0-2。煅烧白云石或石灰或煅烧水镁石磨粉、加铝粉配料、制团(压力20-40Mpa)、还原制镁。还原周期8h，还原温度1140-1150℃，真空度1-23.3Pa。
实施例2：铝热法还原煅烧菱镁矿炼镁
菱镁矿的化学分子式为MgCO3。菱镁矿含有47.82％MgO，52.18CO2。煅烧MgCO3分解反应如下：
实际上，菱镁矿中MgO是波动的，同时还含有杂质。铝热法还原煅烧菱镁矿炼镁时，需补充CaO(石灰)，以满足化学反应式(2)的要求。
菱镁矿、石灰石和铝配料比分别为、3-6∶2-3∶0.8-1.5。菱镁矿和石灰石混合煅烧或分别煅烧、磨粉、加铝粉配料、制团(压力20-40Mpa)、还原制镁。还原周期8h，还原温度1100-1150℃，真空度1-23.3Pa。
实施例3：铝热法还原煅烧水镁石炼镁
水镁石化学分子式为Mg(OH)2.理论上，水镁石含有69.13％MgO。煅烧过程中的分解反应如下：
水镁石中MgO是波动的，同时还含有杂质。铝热法还原煅烧水镁石炼镁时，需补充CaO(石灰)，以满足化学反应式(2)的要求。
水镁石、石灰石和铝配料比分别为：2-6∶2-6∶0.8-1.5。水镁石和石灰石混合煅烧或分别煅烧、磨粉、加铝粉配料、制团(压力20-40Mpa)、还原制镁。还原周期8h，还原温度1100-1150℃，真空度1-23.3Pa。
Claims (2)
1、一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法，其特征在于该方法为：
(1)从上述三种还原料中以煅烧提取氧化镁，
煅烧化学反应式：
白云石
菱镁石
水镁石
为了降低还原温度在煅烧菱镁石和水镁石中加入少量氧化钙；
(2)利用氧化镁MgO加入铝还原剂，提取镁化学反应式：
(3)各原料重量比为：规定粒度的原料(-0.15mm～-0.075mm)和还原剂(-0.25-0.075mm)按相应化学反应式配料，生产1吨镁(Mg)需1.66吨MgO、1.17吨CaO和0.74吨Al和产生2.7吨炉渣(12CaO.7Al2O3)，即经混合、压团后加入还原罐，还原罐加入还原炉，还原反应温度为1100～1150℃，真空度为1～23.3Pa。
2、按权利要求1所述的铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法，其特征在于
白云石 的煅烧温度为1200°～1250℃；
菱镁石 的煅烧温度为650°～1150℃；
水镁石 的煅烧温度为650°～1250℃。
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