本发明专利技术专利公开了一种熔态碳热法感应炉真空炼镁系统，其特征在于该系统包括依次连接的粉磨系统、预热分解系统、煅烧系统、二次加热系统、真空反应系统、冷凝收集系统，其炼镁方法包括前序准备、感应炉真空炼镁和结束开停机三个阶段；本发明专利技术用粉磨分解加热后的含镁粉料，在铁熔化为液体的熔池里，经真空处理后，充入氩气，喷人高温碳粉和含镁粉料，使其还原产生镁蒸汽，镁蒸汽通过收集冷凝后，变为镁液体，形成粗镁，然后经精炼铸成镁锭，生产过程合理、紧促、设备配套、工艺完整、反应过程快、时间短、生产效率高、降低生产成本1/3以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属冶炼系统及其方法，具体涉及一种产率高，费用低，使环境污染少的熔态碳热法感应炉真空炼镁系统及其炼镁方法。
技术介绍
镁是地球中储量极为丰富的金属元素，约占地球总质量的2.1％---2.7％，我国储量是全球镁资源储量最大的国家。目前，已探明数百亿吨。镁及镁合金具有比重小，强度高，减震性好，抗冲击，切削性好，导热性好，可回收再生利用，对环境污染少，具有优良的环境优势和性能优势，使用范围广泛，是一种可循环利用的难得金属。大力发展镁产业在我国和全球具有明显的资源优势和市场优势。镁的生产方法目前主要有氯化镁熔盐电解法和热还原法两类。目前，全球镁产量的85％都是由热还原法中的金属还原法，即“皮江法”生产的。热还原法生产以金属还原法中的“皮江法”为例，目前生产存在诸多不足。①导热半径大，热损失大，环境污染严重，还原时间长12—14小时；②全部人工操作，现场工人劳动强度大，效率低；③生产成本高，主要存在能耗高，还原罐成本高，收得率低，经济效益不理想；④不能形成规模化连续生产，不符合现代大工业发展的要求。有些国家利用自身资源条件，采用氯化镁熔盐电解法生产过程中会产生氯气，对人员和环境造成伤害和污染，目前这种生产方法很少使用。目前，我国金属镁生产已占全球份额的85％，大部采用热还原法生产，即“皮江法”生产。目前现有技术的“皮江法”生产工艺主要是以煅烧白云石为原料、硅铁为还原剂、萤石为催化剂，进行计量配料。粉磨后压制成球，称为球团。将球团装入还原罐中，加热到1200℃，内部抽真空至13.3Pa或更高，则产生镁蒸气。镁蒸气在还原罐前端的冷凝器中形成结晶镁，亦称粗镁。再经熔剂精炼，产出商品镁锭，即精镁。皮江法炼镁生产工序皮江法炼镁生产工序(1)白云石煅烧：将白云石在回转窑或竖窑中加热至1100～1200℃，烧成煅白(MgO·CaO)。(2)配料制球：将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨，然后压制成球。(3)还原：将料球在还原罐中加热至1200+10℃，在13.3Pa或更高真空条件下，保持8～10小时，氧化镁还原成镁蒸气，冷凝后成为粗镁。(4)精炼铸锭：将粗镁加热熔化，在约710℃高温下，用溶剂精炼后，铸成镁锭，亦称精镁。(5)酸洗：将镁锭用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夹杂，使表面美观。(6)造气车间：将原煤转换成煤气，作为燃料使用。直接使用原煤的镁厂没有造气车间。目前现有技术中中国专利申请号为95100495.6,名为电炉热装料硅热还原真空炼镁新工艺，继承了“皮江法”镁以硅铁为还原剂，在热状态下，可以还原出镁这一“皮江法”的核心理论。通过还原反应，即在增温条件下产生镁蒸汽，然后通过冷凝器变为镁液体，但专利期已失效，没有生产例记，且不能连续化生产。中国专利(201010255111.9)，单漫渍管硅浴真空环流炼镁装置及其方法，中国专利(201010255097.2)双漫渍管硅浴真空环流炼镁装置及其方法，和专利(201080000976.9)一种真空环流熔态硅热法炼镁的方法及其设备。针对目前炼镁技术落后和生产缺陷，提出了熔态硅热法还原炼镁的观点，但由于单、双浸渍管的环流机理制约对硅热浴容积要求极高，加热难度较大，出渣
造成不能连续化生产，对现场要求苛刻，投资和生产规模极大，并且在暴露大气的环境中，金属镁收得率低。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种使其更具备连续化生产的直接条件，可以充分使金属镁原料从分解加热得到充分利用，从而使得产率高，费用低，使环境污染少的熔态碳热法感应炉真空炼镁系统及其方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种熔态碳热法感应炉真空炼镁系统，其特征在于：该系统包括依次连接的粉磨系统、预热分解系统、煅烧系统、二次加热系统、真空反应系统、冷凝收集系统，所述的真空反应系统上设置有收渣系统，所述的冷凝收集系统上设置有排尘集气系统；其中：所述粉磨系统包括依次连接的破碎机、贮存库、第一提升机、磨头稳料仓、立磨机、分离器、第一除尘器、第二提升机、第一贮料库，分离器连接在立磨机的上部，并与第一除尘器、第一排风机依次串接同时与产品出口贯穿，立磨机的底部连接有第一引风机；所述预热分解系统包括通过圆管计量铰刀与粉磨系统中第一贮料库连接的斗式提升机，还包括与斗式提升机依次连接的入料螺旋输送机和四级预热分解塔，旋风除尘器与四级预热分解塔并联在入料螺旋输送机上，所述旋风除尘器上部连接有鼓风机，下端连接有第二排风机，鼓风机上设置有排风烟囱，旋风除尘器的出料口处设置有回料铰刀；所述煅烧系统包括与四级预热分解塔呈上下连贯的回转窑，该回转窑的尾部燃烧室设置燃气喷射枪并与送风机联装，燃气喷射枪所用燃气由远端燃气
贮罐提供，回转窑的窑尾端设置有输送料的输送机，输送机一端连接到第三提升机，另一端装置有前置冷风机，第三提升机连接到第二贮料库上；所述二次加热系统包括通过“Z”形埋刮板输送机与第二贮料库连接的加热罐，与加热罐连接的热风炉，第二贮料库和加热罐均通过管道连接到第二除尘器上，加热罐尾部通过加料阀和输料管连接到真空反应系统上；所述真空反应系统包括通过碳粉喷吹枪、镁粉喷吹枪分别与外部碳粉贮料库和二次加热系统中加热罐连接的真空感应炉、置于真空感应炉内的铁液包、真空炉上盖，该真空感应炉由外到内依次为保温层、感应线圈、铁液包、真空反应室，铁液包内盛装铁液，真空炉上盖设置在升降装置上，且该真空炉上盖上设置有加料口和检测口，所述碳粉喷吹枪和镁粉喷吹枪从加料口深入到铁液包中，该碳粉喷吹枪和镁粉喷吹枪与外设吹氩阀连通，并同输料管和加料阀交臂贯穿，在吹氩阀和碳粉喷吹枪间、吹氩阀和镁粉喷吹枪间分别安装有止回阀；所述收渣系统包括通过封闭型的溢渣口与真空反应系统中铁液包连接的收渣装置、与收渣装置通过另一个溢渣口连接的废渣接送装置，收渣装置和真空感应炉的下部均设置有平移装置；所述冷凝收集系统包括通过镁蒸气输送筒与真空反应系统中真空感应炉连接的除尘装置，依次与除尘装置连接的一级冷却装置、镁蒸气承载装置、镁蒸气冷凝捕集装置、金属镁液体罐，所述镁蒸气冷凝捕集装置上部连接有排尘集气系统的气体分离净化器，该气体分离净化器顶部分别连接有气体分选装置和真空抽气装置，气体分选装置通过氩气输出阀和进气阀连接到多个并联的氩气贮气罐，气体分选装置通过二氧化碳回收装置连接的二氧化碳收集贮罐。作为优选地，所述的粉磨系统中第一贮存库的出料口设置有调节闸板，磨头稳料仓的出料口通过电子皮带秤连接到立磨机上。作为优选地，所述第二贮料库出料口设置有库底调控阀门，加热罐出料口处设置有加料阀，加热罐上连接有第二引风机，第二除尘器上连接有第三排风机。作为优选地，所述氩气贮气罐的入口设置有进气阀，出口设置有氩气输出阀，金属镁液体罐上设置有镁液排放口，气体分离净化器底部设置有自动锁气排尘阀。本专利技术同时公开了一种熔态碳热法感应炉真空炼镁方法，其特征在于包括前序准备、感应炉真空炼镁和结束开停机三个阶段；所述前序准备阶段包括：步骤一、准备反应物—含镁矿粉：1、粉磨：首先将镁质矿石(白云石)经粉磨系统中的破碎机破碎，然后经立磨机粉磨，保证检验细度0.05—0.3mm，放入第一贮料库，2、预热分解：将第一贮料库中的粉磨料经斗式提升机提升输送入四级分解预热塔中进行预热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种熔态碳热法感应炉真空炼镁系统，其特征在于：该系统包括依次连接的粉磨系统、预热分解系统、煅烧系统、二次加热系统、真空反应系统、冷凝收集系统，所述的真空反应系统上设置有收渣系统，所述的冷凝收集系统上设置有排尘集气系统；其中：所述粉磨系统包括依次连接的破碎机(101)、贮存库(102)、第一提升机(104)、磨头稳料仓(105)、立磨机(107)、分离器(108)、第一除尘器(109)、第二提升机(113)、第一贮料库(114)，分离器(108)连接在立磨机(107)的上部，并与第一除尘器(109)、第一排风机(110)依次串接同时与产品出口(112)贯穿，立磨机(107)的底部连接有第一引风机(111)；所述预热分解系统包括通过圆管计量铰刀(115)与粉磨系统中第一贮料库(114)连接的斗式提升机(116)，还包括与斗式提升机(116)依次连接的入料螺旋输送机(117)和四级预热分解塔(118)，旋风除尘器(120)与四级预热分解塔(118)并联在入料螺旋输送机(117)上，所述旋风除尘器(120)上部连接有鼓风机(127)，下端连接有第二排风机(119)，鼓风机(127)上设置有排风烟囱(128)，旋风除尘器(120)的出料口处设置有回料铰刀(121)；所述煅烧系统包括与四级预热分解塔(118)呈上下连贯的回转窑(122)，该回转窑(122)的尾部燃烧室设置燃气喷射枪(123)并与送风机(124)联装，燃气喷射枪(123)所用燃气由远端燃气贮罐(129)提供，回转窑(122)的窑尾端设置有输送料的输送机(125)，输送机(125)一端连接到第三提升机(130)，另一端装置有前置冷风机(126)，第三提升机(130)连接到第二贮料库(131)上；所述二次加热系统包括通过“Z”形埋刮板输送机(133)与第二贮料库(131)连接的加热罐(134)，与加热罐(134)连接的热风炉(135)，第二贮料库(131)和加热罐(134)均通过管道连接到第二除尘器(137)上，加热罐(134)尾部通过加料阀(139)和输料管(140)连接到真空反应系统上；所述真空反应系统包括通过碳粉喷吹枪(306)、镁粉喷吹枪(307)分别与外部碳粉贮料库和二次加热系统中加热罐(134)连接的真空感应炉(301)、置于真空感应炉(301)内的铁液包(304)、真空炉上盖(310)，该真空感应炉(301)由外到内依次为保温层(302)、感应线圈(317)、铁液包(304)、真空反应室(303)，铁液包(304)内盛装铁液(305)，真空炉上盖(310)设置在升降装置(312)上，且该真空炉上盖(310)上设置有加料口(309)和检测口(311)，所述碳粉喷吹枪(306)和镁粉喷吹枪(307)从加料口(309)深入到铁液包(304)中，该碳粉喷吹枪(306)和镁粉喷吹枪(307)与外设吹氩阀(308)连通，并同输料管(140)和加料阀(139)交臂贯穿，在吹氩阀(308)和碳粉喷吹枪(306)间、吹氩阀(308)和镁粉喷吹枪(307)间分别安装有止回阀(318)；所述收渣系统包括通过封闭型的溢渣口(314)与真空反应系统中铁液包(304)连接的收渣装置(315)、与收渣装置(315)通过另一个溢渣口(314)连接的废渣接送装置(316)，收渣装置(315)和真空感应炉(301)的下部均设置有平移装置(313)；所述冷凝收集系统包括通过镁蒸气输送筒(401)与真空反应系统中真空感应炉(301)连接的除尘装置(403)，依次与除尘装置(403)连接的一级冷却装置(402)、镁蒸气承载装置(404)、镁蒸气冷凝捕集装置(405)、金属镁液体罐(406)，所述镁蒸气冷凝捕集装置(405)上部连接有排尘集气系统的气体分离净化器(408)，该气体分离净化器(408)顶部分别连接有气体分选装置(409)和真空抽气装置(410)，气体分选装置(409)通过氩气输出阀(413)和进气阀(412)连接到多个并联的氩气贮气罐(411)，气体分选装置(409)通过二氧化碳回收装置(415)连接的二氧化碳收集贮罐(416)。...
【技术特征摘要】
1.一种熔态碳热法感应炉真空炼镁系统，其特征在于：该系统包括依次连接的粉磨系统、预热分解系统、煅烧系统、二次加热系统、真空反应系统、冷凝收集系统，所述的真空反应系统上设置有收渣系统，所述的冷凝收集系统上设置有排尘集气系统；其中：所述粉磨系统包括依次连接的破碎机(101)、贮存库(102)、第一提升机(104)、磨头稳料仓(105)、立磨机(107)、分离器(108)、第一除尘器(109)、第二提升机(113)、第一贮料库(114)，分离器(108)连接在立磨机(107)的上部，并与第一除尘器(109)、第一排风机(110)依次串接同时与产品出口(112)贯穿，立磨机(107)的底部连接有第一引风机(111)；所述预热分解系统包括通过圆管计量铰刀(115)与粉磨系统中第一贮料库(114)连接的斗式提升机(116)，还包括与斗式提升机(116)依次连接的入料螺旋输送机(117)和四级预热分解塔(118)，旋风除尘器(120)与四级预热分解塔(118)并联在入料螺旋输送机(117)上，所述旋风除尘器(120)上部连接有鼓风机(127)，下端连接有第二排风机(119)，鼓风机(127)上设置有排风烟囱(128)，旋风除尘器(120)的出料口处设置有回料铰刀(121)；所述煅烧系统包括与四级预热分解塔(118)呈上下连贯的回转窑(122)，该回转窑(122)的尾部燃烧室设置燃气喷射枪(123)并与送风机(124)联装，燃气喷射枪(123)所用燃气由远端燃气贮罐(129)提供，回转窑(122)的窑尾端设置有输送料的输送机(125)，输送机(125)一端连接到第三提升机(130)，另一端装置有前置冷风机(126)，第三提升机(130)连接到第二贮料库(131)上；所述二次加热系统包括通过“Z”形埋刮板输送机(133)与第二贮料库(131)连接的加热罐(134)，与加热罐(134)连接的热风炉(135)，第二贮料库
\t(131)和加热罐(134)均通过管道连接到第二除尘器(137)上，加热罐(134)尾部通过加料阀(139)和输料管(140)连接到真空反应系统上；所述真空反应系统包括通过碳粉喷吹枪(306)、镁粉喷吹枪(307)分别与外部碳粉贮料库和二次加热系统中加热罐(134)连接的真空感应炉(301)、置于真空感应炉(301)内的铁液包(304)、真空炉上盖(310)，该真空感应炉(301)由外到内依次为保温层(302)、感应线圈(317)、铁液包(304)、真空反应室(303)，铁液包(304)内盛装铁液(305)，真空炉上盖(310)设置在升降装置(312)上，且该真空炉上盖(310)上设置有加料口(309)和检测口(311)，所述碳粉喷吹枪(306)和镁粉喷吹枪(307)从加料口(309)深入到铁液包(304)中，该碳粉喷吹枪(306)和镁粉喷吹枪(307)与外设吹氩阀(308)连通，并同输料管(140)和加料阀(139)交臂贯穿，在吹氩阀(308)和碳粉喷吹枪(306)间、吹氩阀(308)和镁粉喷吹枪(307)间分别安装有止回阀(318)；所述收渣系统包括通过封闭型的溢渣口(314)与真空反应系统中铁液包(304)连接的收渣装置(315)、与收渣装置(315)通过另一个溢渣口(314)连接的废渣接送装置(316)，收渣装置(315)和真空感应炉(301)的下部均设置有平移装置(313)；所述冷凝收集系统包括通过镁蒸气输送筒(401)与真空反应系统中真空感应炉(301)连接的除尘装置(403)，依次与除尘装置(403)连接的一级冷却装置(402)、镁蒸气承载装置(404)、镁蒸气冷凝捕集装置(405)、金属镁液体罐(406)，所述镁蒸气冷凝捕集装置(405)上部连接有排尘集气系统的气体分离净化器(408)，该气体分离净化器(408)顶部分别连接有气体分选装置(409)和真空抽气装置(410)，气体分选装置(409)通过氩气
\t输出阀(413)和进气阀(412)连接到多个并联的氩气贮气罐(411)，气体分选装置(409)通过二氧化碳回收装置(415)连接的二氧化碳收集贮罐(416)。2.根据权利要求1所述的一种熔态碳热法感应炉真空炼镁系统，其特征在于：所述的粉磨系统中第一贮存库(102)的出料口设置有调节闸板(103)，磨头稳料仓(105)的出料口通过电子皮带秤(106)连接到立磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：狄保法，樊道卿，狄凌飞，
申请(专利权)人：狄保法，
类型：发明
国别省市：河南;41
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