熔融还原炼镁工艺制造技术

本发明专利技术涉及熔融还原炼镁工艺，本工艺以白云石为主原料，氧化铝和二氧化硅为造渣剂，硅铁合金为还原剂。其步骤为：１、白云石通过煅烧获得煅烧白云石；２、将煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金四种物料按一定的质量百分比配料；３、将配好的四种炉料均匀混合后装入反应容器中，在温度１５５０～１６５０℃下进行还原反应，反应容器压强为１０００～４０００Ｐａ；４、得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。本发明专利技术炉料在１６００℃左右呈完全熔融状，反应在全液态下进行，反应速度大大提高。同时炉料不需要破粉碎、细磨和制团，可直接混合装入反应容器中，因此反应控制简单、易操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产金属镁的方法，特别是一种使反应物处于熔融状态利用还原 反应生产金属镁的方法，属于冶金

技术介绍
皮江法是目前使用最广泛的一种热法炼镁工艺，它是在真空下用硅铁合金还原煅 烧白云石制取金属镁。该法存在的普遍问题是反应物之间是以固态与固态反应，反应温度 110(T120(TC，制团压力大，反应速度慢。为了加快反应进程，往往需要对反应物进行破碎。 金属镁回收率低，只有65%左右。能耗高，环境污染严重，还原渣利用率低。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种加快反应 速度、反应控制简单、易操作、金属镁回收率高的炼镁工艺。本专利技术的技术方案是这样实现的熔融还原炼镁工艺，本工艺以白云石为 主原料，氧化铝和二氧化硅为造渣剂，硅铁合金为还原剂；其步骤为(1)煅烧-白云石通过煅烧获得煅烧白云石以备用；(2)配料-煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金四种物料分别占总物料的 质量百分比为煅烧白云石45 55%，氧化铝10 30%，二氧化硅8 30%，硅铁合金11 18% ；(3)混合-将配好的煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金均勻混合后装入 还原反应容器中；(4)还原反应-在温度为1550 1650°C下进行还原反应，直到反应完全为止， 反应容器内压强为1000 4000Pa。(5)收集-还原反应得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。所述还原剂由硅铝合金代替硅铁合金，也可以由纯铝代替硅铁合金。相比现有技术，本专利技术具有如下优点1、在煅烧白云石中加入氧化铝和二氧化硅，炉料在1600°C左右呈完全熔融状， 反应在全液态下进行，反应速度较皮江法大大提高。2、炉料不需要破粉碎、细磨和制团，可直接混合装入反应容器中，因此反应 控制简单、易操作。3、不但金属镁回收率高，而且反应后所得的Ca0-Mg0-A1203-Si02四元炉 渣可回收利用，用于生产水泥、陶瓷等。具体实施例方式本专利技术的思路是使反应物料在反应时以完全熔融状态存在，还原反应在完全液 态中进行，依此加快反应速度来制取金属镁。其具体的生产工艺流程如下(1)煅烧-白云石通过煅烧获得煅烧白云石以备用；白云石煅烧为现有技术，在 许多制备镁的工艺方法中多有采用，如皮江法；通常白云石在回转窑内1200°C下煅烧1个 小时左右，即可获得煅烧白云石(23 24%Mg)；(2)配料-炼镁所需物料为煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金(75%Si)， 四种物料分别占总物料的质量百分比为煅烧白云石45 55%，氧化铝10 30%，二氧化硅 8 30%，硅铁合金11 18% ；(3)混合-按既定的炉料配比，把煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金均 勻混合后装入还原反应容器中。混合时，煅烧白云石既可以是煅烧时的温度，也可以冷却至 室温，这根据整个制备系统决定；(4)还原反应-在温度为1550 1650°C下进行还原反应，直到反应完全为止， 反应容器内压强为1000 4000Pa。(5)收集-还原反应得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。所述还原剂可以由硅铝合金代替硅铁合金，也可以由纯铝代替硅铁合金。本专利技术以白云石为主原料，氧化铝和二氧化硅为造渣剂，硅铁(硅铝)等为 还原剂，在高温和真空条件下，反应物料在还原容器中以完全熔融状态存在，还原反应在完 全液态中进行，加快反应速度，制取金属镁。在液态下的还原反应如下 2Mg0+Si=2Mg+Si02上述反应进行过程中，MgO、Si和Si02呈完全液态，Mg呈气态。本专利技术通过对反应温度、炉料配比和反应压强的综合控制，使反应在全熔 融状态下进行。其中炉料配比是非常考究的，否则即使在还原温度1550 1650°C下，炉料 也不能确保处于完全熔融状态。在升温过程中，炉料逐渐从固态、固态和液态共存过度到完 全的熔融状态，在这种变化过程中，只要满足反应条件，还原反应即进行，即在全熔融态之 前，反应即已开始。按上述工艺要求，对原料、造渣剂和还原剂的成分进行了调整，完成了如下 的三个实施例。实施例1炉料配比煅烧白云石、氧化铝，二氧化硅和硅铁分别占总炉料的质量百分比为 51%、10%、26%和 13% ；实施条件炉温1600°C，系统压强lOOOPa ； 实施结果镁的产出率为72%。实施例2炉料配比煅烧白云石、氧化铝，二氧化硅和硅铁分别占总炉料的质量百分比为49%、29%、9%和 13%实施条件炉温1600°C，系统压强4000Pa 实施结果镁的产出率78%。 实施例3炉料配比煅烧白云石、氧化铝，二氧化硅和硅铁分别占总炉料的质量百分比为 47%、28%、8%和 17%实施条件炉温1600°C，系统压强lOOOPa 实施结果镁的产出率89%。权利要求熔融还原炼镁工艺，其特征在于本工艺以白云石为主原料，氧化铝和二氧化硅为造渣剂，硅铁合金为还原剂；本工艺步骤为(1)煅烧-白云石通过煅烧获得煅烧白云石以备用；(2)配料-煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金四种物料分别占总物料的质量百分比为煅烧白云石45～55%，氧化铝10～30%，二氧化硅8～30%，硅铁合金11～18%；(3)混合-将配好的煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金均匀混合后装入还原反应容器中；(4)还原反应-在温度为1550～1650℃下进行还原反应，直到反应完全为止，反应容器内压强为1000～4000Pa；(5)收集-还原反应得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。2.根据权利要求1所述的熔融还原炼镁工艺，其特征在于所述还原剂由硅铝合金代 替硅铁合金。3.根据权利要求1所述的熔融还原炼镁工艺，其特征在于所述还原剂由纯铝代替硅铁合金。全文摘要本专利技术涉及熔融还原炼镁工艺，本工艺以白云石为主原料，氧化铝和二氧化硅为造渣剂，硅铁合金为还原剂。其步骤为1、白云石通过煅烧获得煅烧白云石；2、将煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金四种物料按一定的质量百分比配料；3、将配好的四种炉料均匀混合后装入反应容器中，在温度1550～1650℃下进行还原反应，反应容器压强为1000～4000Pa；4、得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。本专利技术炉料在1600℃左右呈完全熔融状，反应在全液态下进行，反应速度大大提高。同时炉料不需要破粉碎、细磨和制团，可直接混合装入反应容器中，因此反应控制简单、易操作。文档编号C22B26/22GK101798634SQ20101014550公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日专利技术者唐祁峰, 陈小华, 高家诚 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
熔融还原炼镁工艺，其特征在于：本工艺以白云石为主原料，氧化铝和二氧化硅为造渣剂，硅铁合金为还原剂；本工艺步骤为：　　（１）煅烧－白云石通过煅烧获得煅烧白云石以备用；　　（２）配料－煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金四种物料分别占总物料的质量百分比为：煅烧白云石４５～５５％，氧化铝１０～３０％，二氧化硅８～３０％，硅铁合金１１～１８％；　　（３）混合－将配好的煅烧白云石、氧化铝、二氧化硅和硅铁合金均匀混合后装入还原反应容器中；　　（４）还原反应－在温度为１５５０～１６５０℃下进行还原反应，直到反应完全为止，反应容器内压强为１０００～４０００Ｐａ；　　（５）收集－还原反应得到的镁蒸气通过冷凝收集即得金属镁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高家诚，唐祁峰，陈小华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]