CN205347549U - 一种通过激光照射提炼镁的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种通过激光照射提炼镁的装置，包括壳体、料罐，料罐设置在壳体内，还包括顶盖、镁收集器，所述壳体、料罐均为一端无盖的筒体，壳体底部靠近料罐对称设有进气管，壳体底部靠近边缘对称设有排气管；顶盖与壳体顶部固定连接，顶盖中心设有激光入射镜筒，激光入射镜筒上端设有透镜，顶盖下方设有镁收集器，镁收集器为套筒状结构，内部通冷却水，顶盖上设有与镁收集器相连通的进水管和出水管。优点是：通过激光照射使镁化合物在超高温条件下实现高效率分解并收集镁，解决现有炼镁技术中存在的能耗高、污染严重问题。将镁收集器设置在壳体顶部，采用泠凝法收集镁，降低了能耗，与侧部收集镁相比增强镁的收集效果。
Description
技术领域
本实用新型金属镁冶炼技术领域，尤其涉及一种通过激光照射提炼镁的装置。
背景技术
传统镁冶炼的方法主要有电解法和热还原法。电解法是电解熔融的无水氯化镁，使之分解成金属镁和氯气。该工艺的主要问题是无水氯化镁制备困难，同时生产设备腐蚀严重，经常发生氯化氢和氯气的泄露，对人体及环境造成危害和污染。热还原法以硅热还原法为主，典型代表为皮江法，我国目前绝大多数的原镁都由皮江法生产，皮江法是将煅烧白云石和硅铁按一定配比磨粉、压块，在高温和真空条件下，使氧化镁还原为镁蒸气，然后冷凝结晶为粗镁，再经精炼制得镁锭。皮江法具有很多优点，原材料可就地取材，规模能大能小，生产成本比电解法低，工艺技术比较容易掌握。但其缺点也很突出，最大问题是能耗高、温室气体和固体废渣排放量大、资源利用率低和环境污染严重，因为这些原因皮江法已成为国家限制发展项目，从而迫切要求研究者寻找新的炼镁工艺。
此外，基于“皮江法”发展出的众多改进方法大都仍以煤、重油、天然气或煤气等加热，并没有从根本上杜绝热效率低、烟尘排放、温室气体排放以及环境污染问题。
综上，现有金属镁的冶炼方法往往需要耗费大量电能或煤、天然气等化石能源加热，而造成的环境污染非常严重，同时生产效率低，迫切需要开发新的炼镁技术。
专利申请号为201420731952.6，公开了一种激光炼镁装置，采用清洁能源，利用激光器发射激光炼镁，不会对环境造成污染，其内部的电极收集槽为敞开式结构，两侧设置夹层冷却水套实现收集镁的目的，该种收集装置需要为电极通电，增加了电的能耗。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种通过激光照射提炼镁的装置，降低能耗，减小污染。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种通过激光照射提炼镁的装置，包括壳体、料罐，料罐设置在壳体内，还包括顶盖、镁收集器，所述壳体、料罐均为一端无盖的筒体，壳体底部靠近料罐对称设有进气管，壳体底部靠近边缘对称设有排气管；顶盖与壳体顶部固定连接，顶盖中心设有激光入射镜筒，激光入射镜筒上端设有透镜，顶盖下方设有镁收集器，镁收集器为套筒状结构，内部通冷却水，顶盖上设有与镁收集器相连通的进水管和出水管。
所述的料罐与壳体间设有垫块。
所述的激光入射镜筒侧部设有透镜保护气进气管。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
不使用煤、天然气等常规加热方式，通过激光照射使镁化合物在超高温条件下实现高效率分解并收集镁，以及解决现有炼镁技术中存在的能耗高、污染严重等问题。将镁收集器设置在壳体顶部，采用泠凝法收集镁，降低了能耗，同时与侧部收集镁相比可增强镁的收集效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-玻璃透镜2-透镜保护气进气管3-进水管4-顶盖5-镁收集器6-壳体7-原料8-进气管9-排气管10-进气总管11-垫块12-料罐13-紧固螺丝14-出水管15-把手16-激光入射镜筒。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
见图1，一种通过激光照射提炼镁的装置，包括壳体6、料罐12，料罐12设置在壳体6内，还包括顶盖4、镁收集器5，所述壳体6、料罐12均为一端无盖的筒体，壳体6与料罐12同轴设置，料罐12用于承载反应原料7，壳体6底部靠近料罐12对称设有进气管8，用于通入气体，壳体6底部靠近边缘对称设有排气管9，用于排出气体；顶盖4与壳体6顶部固定连接，用于密封壳体6，顶盖4中心设有激光入射镜筒16，激光入射镜筒16上端设有透镜，侧部设有透镜保护气进气管2，透镜可透过激光，透镜保护气进气管2用于通入保护气体，防止镜面污染；顶盖4下方设有镁收集器5，镁收集器5为套筒状结构，内部通冷却水，顶盖4上设置与镁收集器5相连通的进水管3和出水管14。
其中，料罐12与壳体6间设有垫块11，垫块11的材质为石墨材质，用于防止激光穿透料罐12进一步损坏壳体6。壳体6、料罐12、顶盖4的材质为金属材质，例如不锈钢；透镜材质为远红外玻璃材质。进气管8、透镜保护气进气管2均可通惰性气体，惰性气体可以是氩气、氦气、氖气，优选为使用氩气。原料7为氧化镁或氯化镁等镁质化合物原料7，优选为为氧化镁；激光的功率为1kw以上，光束直径为10mm以下。
优选的，沿料罐12四周均布4个进气管8，4个进气管8汇总由一总管通入惰性气体，靠近壳体6边缘对称设置4个排气管9；顶盖4通过紧固螺丝13与壳体6顶部连接，以密封壳体6；玻璃透镜1采用ZnSe远红外玻璃透镜1；为了方便顶盖4上可设置把手15。
工作时，将料罐12装满氧化镁反应原料7并置于壳体6内垫块11上，然后盖上顶盖4用紧固螺丝13将壳体6密封好，分别从壳体6底部进气管8和透镜保护气进气管2持续通入氩气置换空气，保证壳体6内的惰性气氛，同时对玻璃透镜1起到保护作用，镁收集器5持续通入冷却水。从顶盖4激光入射镜筒16上方入射功率1kw以上、直径小于10mm的激光，透过玻璃透镜1对氧化镁原料7进行照射，在激光照射作用下，照射区域实现急速加热并达到数千度以上的超高温，照射区域的氧化镁原料7被高效率的分解出蒸气态镁和氧，镁蒸气上升在接触到镁收集器5时被不断冷凝吸附于镁收集器5的底面上，同时在氩气气氛的稀释作用下，可避免分解出的氧与镁重新反应，持续进行一定时间后停止照射，待冷却后打开顶盖4完成镁的收集。
所述实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (3)
1.一种通过激光照射提炼镁的装置，包括壳体、料罐，料罐设置在壳体内，其特征在于，还包括顶盖、镁收集器，所述壳体、料罐均为一端无盖的筒体，壳体底部靠近料罐对称设有进气管，壳体底部靠近边缘对称设有排气管；顶盖与壳体顶部固定连接，顶盖中心设有激光入射镜筒，激光入射镜筒上端设有透镜，顶盖下方设有镁收集器，镁收集器为套筒状结构，内部通冷却水，顶盖上设有与镁收集器相连通的进水管和出水管。
2.根据权利要求1所述的一种通过激光照射提炼镁的装置，其特征在于，所述的料罐与壳体间设有垫块。
3.根据权利要求1所述的一种通过激光照射提炼镁的装置，其特征在于，所述的激光入射镜筒侧部设有透镜保护气进气管。
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