一种基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，所述方法采用单质硅滤材对镁蒸气进行过滤。在一定的温度和真空度范围内，单质硅一方面不与镁蒸气进行反应，不会给体系带来新的杂质；另一方面，单质硅与镁蒸气中的Ca、Al、Mn具有特殊的亲和性，能够与硅形成更稳定的固溶体；同时单质硅能够作为镁蒸气中杂质形核的位点，降低形核能垒，使某些杂质提前沉积，脱除杂质。本发明专利技术提供的方法能够应用于工业化大规模的气相镁纯化中，通过提高温度来成数量级的提高镁纯化的生产效率，使镁原料中杂质Mn含量下降至4ppm以下、Al含量下降至10ppm以下、Ca含量下降至10ppm以下，得到的镁的纯度在99.99％以上。

A gas phase magnesium purification method and device based on single silicon filter material

【技术实现步骤摘要】
一种基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法与装置
本专利技术属于金属镁纯化
，具体涉及一种基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法与装置。
技术介绍
镁合金具有密度低、阻尼减震性强、电磁屏蔽性能优异和回收成本相对低廉等优点，因此被视为“21世纪绿色环保工程结构材料”及重要战略物资。目前镁纯化领域存在产品整体纯度低(仅为99.90％)，杂质元素种类多(主要含有Mn、Al、Ca、Si、Fe、Ni等)、含量波动大等痼疾。这些痼疾使镁合金的性能严重劣化，进而导致其实际应用远逊于预期。目前纯化镁的主要方法有两种：熔剂精炼法和真空蒸馏法。前者的优点是可以实现原镁的大批量纯化，但由于精炼剂不与还原镁锭的Mn、Al、Fe和Ni等杂质元素反应，因此很难生产纯度99.95％以上的镁；后者的优点是可以制备出纯度高达99.9999％(不计入Zn含量)的超高纯镁，缺点是制备效率低、成本高，不能满足工业化大规模生产的需求。调研表明，镁产业不同用户对金属镁的不同杂质含量有着特殊的要求。例如：作为高电位牺牲阳极的金属镁，不仅要求镁含量要在99.95％以上，同时要求Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将镁原料放置于密封的坩埚中的反应区，对坩埚内部进行抽真空处理；/n(2)采用加热机构加热镁原料至产生镁蒸气，使镁蒸气通过单质硅滤材，在坩埚远离反应区的结晶器上冷凝得到高纯镁。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将镁原料放置于密封的坩埚中的反应区，对坩埚内部进行抽真空处理；
(2)采用加热机构加热镁原料至产生镁蒸气，使镁蒸气通过单质硅滤材，在坩埚远离反应区的结晶器上冷凝得到高纯镁。


2.根据权利要求1所述的基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，步骤(1)中，坩埚内部的真空度在100Pa以下。


3.根据权利要求1所述的基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热的温度为650-1350℃。


4.根据权利要求3所述的基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热分为三段进行，其中第一段对坩埚设置有镁原料的反应区进行加热，温度为700-1300℃；第二段和第三段依次对坩埚中设置有纯铁滤材的杂质冷凝区进行加热，第二段的设置温度为700-1300℃，第三段的设置温度为650-1000℃。


5.根据权利要求4所述的基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述三段加热的过程为：首先将第二段和第三段加热至额定温度，保温20-35min，然后将第一段加热至额定温度。


6.根据权利要求5所述的基于单质硅滤材的气相镁纯化的方法，其特征在于，步骤(2)中，单质硅滤材的工作温度为700-1000℃。
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【专利技术属性】
技术研发人员：单智伟，侯岳显，杨博，刘博宇，张朋诚，王安，毛路遥，
申请(专利权)人：国科镁业科技河南有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41