一种连续二步法镁冶炼设备及方法技术

本发明专利技术具体涉及一种连续二步法镁冶炼设备及方法，属于金属镁冶炼技术领域，采用的技术方案为：一种连续二步法镁冶炼设备，包括：上料组件、还原罐、卸渣组件、镁液收集器、保温坩埚和真空系统，还原罐竖直设置于还原炉中，还原罐的上端通过抽气管道与捕集筒相连通，捕集筒内设置有碱金属捕集器和镁结晶器，镁液收集器与还原罐的上端通过镁蒸气管道相连通，镁蒸气管道上设置有电磁阀B，镁液收集器的顶端设有抽气口B，镁液收集器通过集液管与保温坩埚相连通，还原罐的下端连通有卸料管道A，卸料管道A的下端伸出还原炉且连接有卸渣组件，还原罐的上端连接有上料组件，本发明专利技术提供的技术方案，镁冶炼效率高，且更节能。且更节能。且更节能。

【技术实现步骤摘要】
一种连续二步法镁冶炼设备及方法


[0001]本专利技术属于金属镁冶炼
，具体涉及一种连续二步法镁冶炼设备及方法。

技术介绍

[0002]目前，工业生产中，一般使用皮江法进行金属镁冶炼，皮江法炼镁是指在还原罐内加料，罐外加热的还原炉中，用硅铁还原剂将煅烧白云石还原成金属镁的热还原法炼镁的方法。将煅烧后的白云石和一定量的硅铁还原剂制粉混合后压制成球团料，将球团料放在还原罐内，罐内抽真空；还原罐放在加热炉（又叫还原炉）内，使球团料中的白云石（MgO＋CaO）与硅铁进行还原反应，生成的金属镁蒸气逸至结晶器结晶，而生成的碱金属蒸气则在碱金属捕集器内冷凝，与镁结晶分离，还原结束时，关闭真空机组，并将真空系统与大气接通，打开还原罐取出碱金属捕集器、镁结晶器和隔热屏，扒净残渣，得到结晶粗镁。
[0003]当前生产中，生成纯度高的镁需要三步流程：煅烧＋还原＋精炼，通过对球料进行热还原之后得到粗镁结晶，之后对粗镁结晶进行精炼，得到纯度高的镁。由于还原法冶炼无法直接得到纯度高的镁，增加了精炼的过程，导致步骤增加，工人劳动强度大，生产效率偏低。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种连续二步法镁冶炼设备及方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种连续二步法镁冶炼设备，包括：上料组件、还原罐、卸渣组件、镁液收集器、保温坩埚和真空系统，所述还原罐竖直设置于还原炉中，所述还原罐的上端通过抽气管道与捕集筒相连通，所述捕集筒内设置有碱金属捕集器和镁结晶器，碱金属捕集器和镁结晶器在捕集筒中的设置方式与普通的竖直还原罐中的设置方式相同，所述捕集筒的外部套设有水冷套，所述捕集筒的上端设置有密封盖，所述密封盖上设置有抽气口A，所述抽气管道上设置有电磁阀A；所述还原罐的下端连通有卸料管道A，所述卸料管道A的下端伸出还原炉且连接有卸渣组件，所述镁液收集器与所述还原罐的上端通过镁蒸气管道相连通，所述镁蒸气管道上设置有电磁阀B，所述镁液收集器的顶端设有抽气口B，所述镁液收集器通过集液管与保温坩埚相连通，每个还原罐连接有一个镁液收集器，多个镁液收集器可以连接在一个保温坩埚上；所述上料组件包括：备料仓和球料仓，所述备料仓的上端设置有投料口，所述投料口上设置有进料密封盖，所述备料仓的上端设置有抽气口C，所述备料仓的下端连通有出料管A，所述出料管A的下端伸入球料仓中且设置有气动密封阀A，所述球料仓的下端通过出料管B与还原罐相连通，所述出料管A、出料管B中分别设置有第一插板阀、第二插板阀；所述卸渣组件包括：冷渣仓A、冷渣仓B、缓冲斗、卸渣仓，所述冷渣仓A的上端与卸料管道A的下端相连通，所述冷渣仓A的下端通过卸料管道B与所述冷渣仓B相连通，所述冷
渣仓B的下端连通有卸料管道C，所述卸料管道C的下端伸入设置缓冲斗中且设有气动密封阀B，所述缓冲斗的下端通过卸料管道D与所述卸渣仓相连通，所述卸渣仓的底部设置有卸渣口，所述卸渣口上设置有卸渣密封盖，所述卸渣仓的侧壁上设置有抽气口D，所述卸料管道B、所述卸料管道C和卸料管道D中分别设置有第三插板阀、第四插板阀和第五插拔阀；所述抽气口A、抽气口B、抽气口C、抽气口D均与真空系统相连接，真空系统为镁冶炼工业中常见的抽真空系统，在此不对其结构进行详述。
[0006]进一步的，所述出料管A伸入所述球料仓中的部分弯曲设置，所述出料管A的下端朝斜下方开口，所述气动密封阀A包括：控制气缸、阀盖、密封垫，所述控制气缸的活塞杆朝向所述出料管A的下端开口且固定有所述阀盖，所述阀盖朝向出料管A的一端覆盖有密封垫，所述控制气缸推动所述阀盖压盖于所述出料管A的下端开口，所述控制气缸的前端盖贯穿嵌设于所述球料仓的侧壁，且控制气缸前端盖与球料仓侧壁的连接处密封，故控制气缸的活塞杆可在球料仓中运动，因为阀盖上覆盖有密封垫，为了防止下料时球团料对其造成磕碰损坏，故出料管A伸入所述球料仓中的部分设置成弯形；球团料由出料管A的下端落出的轨迹呈抛物线状，由于气动密封阀A开启状态时，控制气缸的活塞杆收缩，阀盖远离出料管A的下端开口，使得球团料不会砸在阀盖上，避免磕碰损坏影响密封性。
[0007]插板阀的作用为阻挡固体，无法阻挡气体，故设置气动密封阀A和气动密封阀B进行空气隔离。
[0008]进一步的，所述卸料管道C的结构与所述出料管A相同，所述气动密封阀B的结构与所述气动密封阀A相同。
[0009]进一步的，所述镁蒸气管道内设置有过滤器，所述过滤器包括多层过滤挡板，所述过滤挡板均设置有多个通气孔，所述过滤器位于所述电磁阀B与镁液收集器之间，此处过滤器的结构、功能同申请号为CN202121982993.9，名称为一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置的专利中的过滤器一致。
[0010]进一步的，镁液收集器、集液管、镁蒸气管道的外壁设置有加热控温装置，用于控制镁液收集器、集液管、镁蒸气管道的温度，加热控温装置为镁冶炼工业中常用的装置，在此不对其结构进行详述。
[0011]进一步的，所述冷渣仓A和冷渣仓B容积相同，球料仓的容积等于还原罐的容积，缓冲斗的容积大于冷渣仓B的容积，此处的容积指实际工作中的有效容积，通过对容积进行设置，所述冷渣仓A和冷渣仓B容积相同，且冷渣仓A的容积与还原罐反应之后残渣的体积相同，使得一还原罐球料反应完成之后，反应后的残渣可落入并填满冷渣仓A；球料仓的容积等于还原罐的容积，使得在还原罐的残渣排空后，一球料仓的球团料可填满还原罐；缓冲斗的容积大于冷渣仓B的容积，使得冷渣仓B中的残渣可一次性排空。
[0012]进一步的，所述保温坩埚与镁锭拉铸装置相连接，镁锭拉铸装置包括：凝固管道、冷却水套和拉出装置，所述凝固管道的入口端与所述出液管的出口端相连接，所述凝固管道的外部套设有所述冷却水套，所述拉出装置位于所述凝固管道的出口外部，所述拉出装置包括：传送辊道和设置于传送辊道上方的压轮，所述压轮与所述传送辊道相配合用于将凝固的镁条从凝固管道中拉出，镁锭拉铸装置的结构可以与申请号为CN202121982993.9，名称为一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置的专利中的镁锭拉铸装置结构相似。
[0013]利用上述设备进行的一种连续二步法镁冶炼方法，包括以下步骤：
S1、准备工作，将冷渣仓A、冷渣仓B、卸料管道A中填满废渣，将还原罐、备料仓、出料管A、球料仓、出料管B中填满球团料，此时第一插板阀、第二插板阀、第三插板阀、第四插板阀、第五插拔阀、电磁阀B、气动密封阀A和气动密封阀B均关闭，电磁阀A开启，开启加热控温装置，使镁液收集器和集液管的温度控制在651℃
‑
660℃，保温坩埚中注入镁液，集液管的下端伸入镁液中，形成对镁液收集器的液体密封；S2、预抽真空阶段，使用真空系统对抽气口A持续抽真空，使得还原罐、捕集筒、球料仓、冷渣仓A、冷渣仓B处于真空状态，还原炉开始升温，炉内温度逐步升高至还原反应温度，炉内温度和还原罐真空度的选择与现有的常规镁还原反应相同，可从多种配合参数中选择，预抽真空阶段持续时间为1.5
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续二步法镁冶炼设备，其特征在于，包括：上料组件、还原罐（1）、卸渣组件、镁液收集器（2）、保温坩埚（3）和真空系统，所述还原罐（1）竖直设置于还原炉（4）中，所述还原罐（1）的上端通过抽气管道（5）与捕集筒（6）相连通，所述捕集筒（6）内设置有碱金属捕集器和镁结晶器，所述捕集筒（6）的外部套设有水冷套，所述捕集筒（6）的上端设置有密封盖（7），所述密封盖（7）上设置有抽气口A（8），所述抽气管道（5）上设置有电磁阀A（9）；所述还原罐（1）的下端连通有卸料管道A（10），所述卸料管道A（10）的下端伸出还原炉（4）且连接有卸渣组件，所述镁液收集器（2）与所述还原罐（1）的上端通过镁蒸气管道（11）相连通，所述镁蒸气管道（11）上设置有电磁阀B（12），所述镁液收集器（2）的顶端设有抽气口B（13），所述镁液收集器（2）通过集液管（14）与保温坩埚（3）相连通；所述上料组件包括：备料仓（15）和球料仓（16），所述备料仓（15）的上端设置有投料口（17），所述投料口（17）上设置有进料密封盖（18），所述备料仓（15）的上端设置有抽气口C（19），所述备料仓（15）的下端连通有出料管A（20），所述出料管A（20）的下端伸入球料仓（16）中且设置有气动密封阀A（21），所述球料仓（16）的下端通过出料管B（22）与还原罐（1）相连通，所述出料管A（20）、出料管B（22）中分别设置有第一插板阀（23）、第二插板阀（24）；所述卸渣组件包括：冷渣仓A（25）、冷渣仓B（26）、缓冲斗（27）、卸渣仓（28），所述冷渣仓A（25）的上端与卸料管道A（10）的下端相连通，所述冷渣仓A（25）的下端通过卸料管道B（29）与所述冷渣仓B（26）相连通，所述冷渣仓B（26）的下端连通有卸料管道C（30），所述卸料管道C（30）的下端伸入设置缓冲斗（27）中且设有气动密封阀B（31），所述缓冲斗（27）的下端通过卸料管道D（32）与所述卸渣仓（28）相连通，所述卸渣仓（28）的底部设置有卸渣口（33），所述卸渣口（33）上设置有卸渣密封盖（34），所述卸渣仓（28）的侧壁上设置有抽气口D（35），所述卸料管道B（29）、所述卸料管道C（30）和卸料管道D（32）中分别设置有第三插板阀（36）、第四插板阀（37）和第五插拔阀（38）；所述抽气口A（8）、抽气口B（13）、抽气口C（19）、抽气口D（35）均与真空系统相连接。2.根据权利要求1所述的一种连续二步法镁冶炼设备，其特征在于，所述出料管A（20）伸入所述球料仓（16）中的部分弯曲设置，所述出料管A（20）的下端朝斜下方开口，所述气动密封阀A（21）包括：控制气缸（41）、阀盖（42）、密封垫（43），所述控制气缸（41）的活塞杆朝向所述出料管A（20）的下端开口且固定有所述阀盖（42），所述阀盖（42）朝向出料管A（20）的一端覆盖有密封垫（43），所述控制气缸（41）推动所述阀盖（42）压盖于所述出料管A（20）的下端开口，所述控制气缸（41）的前端盖（44）贯穿嵌设于所述球料仓（20）的侧壁 ，且前端盖（44）与球料仓（20）侧壁的连接处密封。3.根据权利要求2所述的一种连续二步法镁冶炼设备，其特征在于，所述卸料管道C（30）的结构与所述出料管A（20）相同，所述气动密封阀B（31）的结构与所述气动密封阀A（21）相同。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王智平，
申请(专利权)人：王智平，
类型：发明
国别省市：