【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种强化内传热协同外加热的炼镁方法。
技术介绍
1、皮江法炼镁是当前生产金属镁的主要方法。其原料是白云石，经过煅烧后获得煅白，与萤石和硅铁制造球团，用于真空热还原制取金属镁。随着镁需求量以及生产技术的不断发展，还原罐直径不断增加，然而炼镁球团的导热性较差，增加还原罐直径将大大提高还原周期，还原罐内温度梯度大，在生产实际中还原结束后还原罐中心区域的球团仍然无法达到预期的反应温度；另一方面，产生的高温镁渣在还原结束后直接排放，送入渣场冷却，携带的热量未能获得有效利用。
2、专利cn101706204a公开了一种外热竖罐炼镁装置，该装置由上底盖板、底部支撑座、中心管、锥形帽盖、结晶器等部分组成，该装置具有操作方便、劳动强度小、产能高等优点。专利cn102776389b公开了一种热态镁渣余热利用的方法，其借助移动床回收热态镁渣的热量，移动床内设有换热管，换热管内部的冷态镁球团被换热管外部的热态镁渣加热，冷态镁球团被加热到350℃以上后排出加入到镁还原炉中，冷却到200℃以下的镁渣被移动排出。另一些相关研究建议借助余热锅炉回收镁渣携带的热量，将热量转换为其它形式后再利用。
3、专利cn1163622c公开了内热法炼镁生产工艺及装备，氧化镁及硅铁制镁球团加入同心圆排列的辐射管反应釜，炉气通过辐射管内部，将热量通过辐射管传递给填充在辐射管之间的球团。专利cn204421605u公开了金属镁竖罐内外加热蓄热式还原炉。其由还原内罐和还原外罐组成，球团填充在内罐与外罐之间，内罐里面和外罐外面同
4、专利cn101020969a公开了内热法密封真空电热炉连续制镁设备，由密封真空电热炉、液态镁冷冻冷却冷凝器及固态镁冷冻冷却冷凝器依序相连，密封真空电热炉的内部设发热体，上部设有给料口、观察孔、真空出气口、保护性气体管，底部设有排渣口。专利cn100557048c、专利cn107937735a、专利cn109722551a、专利cn207936754u公开的方法通过电磁感应加热预置在设备内的发热件，发热件作为设备的一部分，产生的热量传递给炼镁球团，达到反应所需温度。专利cn105970004b、专利cn111270088a公开的方法通过电磁感应加热硅铁，形成熔池，将炼镁原料加入熔池中，通过熔池提供的热量进行炼镁反应。
技术实现思路
1、针对目前镁冶炼过程中球团传热差导致还原周期长的问题，本专利技术提供了一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，通过填充辅助热球团，利用辅助热球团蓄热特性和导热能力强的特性，强化还原罐内传热，形成强化内传热协同外加热的方法，进而大幅度缩短还原周期。
2、实现本专利技术的技术方案按如下步骤进行：
3、(1)球团制备：将含镁物料与还原剂、矿化剂混合、细磨，压制成球团，此球团称为“含镁球团”。
4、(2)制备辅助热球团：制备具有强化内传热功能的辅助热球团；所述辅助热球团为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化锰、氧化铁、氧化铜或它们中的几种经过高温反应后合成的化合物与炼镁还原渣、石墨、钢或铁中的一种或几种压制成的团块；
5、(3)装料：将辅助热球团和含镁球团添加到还原罐内；
6、(4)还原：盖上还原罐盖，封闭还原罐，同时对还原罐进行外加热，加热方式为电阻加热、燃气加热中的一种，加热温度900-1600℃，典型温度1100-1300℃，开始镁冶炼过程；还原罐内的气氛为真空、相对真空、流动的惰性气体中的一种，炼镁过程为连续或半连续过程；
7、(5)排渣：还原结束后进行排渣操作；
8、(6)辅助热球团循环利用：还原渣与辅助热球团充分换热后，分离，填充物料循环利用。
9、其中，步骤(1)所述含镁球团为白云石、菱镁石经煅烧后获得的氧化物与还原剂硅铁、碳、铝或碳化物中的一种或几种在添加氟化钙、氟化镁中的一种或几种按化学计量比混合压制成的球团；或为白云石、菱镁石与还原剂硅铁、碳、铝、碳化物中的一种或几种在添加氟化钙、氟化镁中的一种或几种混合压制后经高温煅烧使得碳酸盐分解获得的球团；
10、其中，步骤(3)所述的装料，选自以下三种方式中的一种或多种混合：
11、第一种装料方式为辅助热球团与含镁球团均匀混合；
12、第二种装料方式为含镁球团与辅助热球团交替一层一层加入还原罐；
13、第三种装料方式为在还原罐中插入填料管，将辅助热球团加入填料管中，将含镁球团加入填料管与还原罐中间的空隙。
14、其中，步骤(3)所述的辅助热球团的加入方式可常温装入，也可加热后装入还原罐，加热温度为100-1600℃，优选为加热后装入还原罐；所述辅助热球团的加热方式选自利用还原渣的余热、烟气余热、燃气加热、电阻加热、电磁感应加热、微波加热和电弧加热中的一种或几种协同加热；采用第三种装料方式时，优选为填料管和辅助热球团共同加热后装入还原罐；
15、其中，所述的采用第一种装料方式或第二种装料方式时，辅助热球团体积为含镁球团体积的0.5-2倍；采用第三种装料方式时，辅助热球团的尺寸满足可放入填料管；辅助热球团的形状优选为球形；
16、其中，采用第一种装料方式或第二种装料方式时，辅助热球团的加入量满足辅助热球团的总体积小于等于还原罐总体积的1/2；采用第三种装料方式，辅助热球团的装填高度不低于装入的含镁球团高度，但不高于填料管高度；
17、其中，采用第三种装料方式，且填料管为两端开口时，装载完球团后，在未封闭还原罐之前，可将填料管抽出；
18、其中，采用第三种装料方式时，填料管的外直径小于还原罐内直径的2/3，填料管材质选自钢管、石墨管、刚玉管和莫来石管中的一种；
19、其中，步骤(5)所述排渣，还原渣与辅助热球团的分离方式为筛分、拣选、重选或磁选方法中的一种或几种；
20、其中，所述的还原罐为卧式(横罐)或竖式(竖罐)中的一种；
21、与现有的技术相比，本专利技术在不增加任何设备的同时利用填充辅助热球团的方法对冷球团形成内外协同加热，由于辅助热球团具有较好的蓄热性或导热性，将其自身热量或还原罐外热量迅速传递给冷球团，使得冷球团迅速升温，解决了传统方法中球团传热差导致的球团升温时间长、无法迅速达到理想的反应温度等问题，能够有效缩短还原周期，达到节能减排的目的，同时能够使得炼镁还原罐直径扩大，提高生成效率。
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1.一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(1)所述的含镁球团为白云石、菱镁石经煅烧后获得的氧化物与还原剂选自硅铁、碳、铝或碳化物中的一种或几种在添加氟化钙、氟化镁中的一种或几种混合压制成的球团；或为白云石、菱镁石与还原剂硅铁、碳、铝、碳化物中的一种或几种在添加氟化钙、氟化镁中的一种或几种混合压制后经高温煅烧使得碳酸盐分解获得的球团。
3.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(2)所述的辅助热球团为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化锰、氧化铁或氧化铜中的一种或几种经过高温反应后合成的化合物与炼镁还原渣、石墨、钢或铁中的一种或几种混合压制而成的团块。
4.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(3)所述的装料，选自以下三种方式中的一种或多种混合：
5.根据权利要求4所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，所述辅助热球团加入还原罐的温度为100
6.根据权利要求5所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，所述辅助热球团的加热方式为利用还原渣的余热、烟气余热、燃气加热、电阻加热、电磁感应加热、微波加热或电弧加热中的一种或几种协同加热。
7.根据权利要求4所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，采用第一种装料方式或第二种装料方式时，辅助热球团体积为含镁球团体积的0.5-2倍，辅助热球团的加入量满足辅助热球团的总体积小于等于还原罐总体积的1/2。
8.根据权利要求4所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，所述的第三种装料方式，填料管的外直径小于还原罐内直径的2/3，填料管材质选自钢管、石墨管、刚玉管和莫来石管中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(4)所述的加热方式，选自电阻加热和燃气加热中的一种，加热温度为900-1600℃，典型温度为1100-1300℃；还原罐内的气氛为真空、相对真空、流动的惰性气体中的一种，炼镁过程为连续或半连续过程。
10.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(5)所述的排渣，方式选自筛分、拣选、重选和磁选方法中的一种或几种。
...【技术特征摘要】
1.一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(1)所述的含镁球团为白云石、菱镁石经煅烧后获得的氧化物与还原剂选自硅铁、碳、铝或碳化物中的一种或几种在添加氟化钙、氟化镁中的一种或几种混合压制成的球团；或为白云石、菱镁石与还原剂硅铁、碳、铝、碳化物中的一种或几种在添加氟化钙、氟化镁中的一种或几种混合压制后经高温煅烧使得碳酸盐分解获得的球团。
3.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(2)所述的辅助热球团为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化锰、氧化铁或氧化铜中的一种或几种经过高温反应后合成的化合物与炼镁还原渣、石墨、钢或铁中的一种或几种混合压制而成的团块。
4.根据权利要求1所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，步骤(3)所述的装料，选自以下三种方式中的一种或多种混合：
5.根据权利要求4所述的一种强化内传热协同外加热的炼镁方法，其特征在于，所述辅助热球团加入还原罐的温度为100-1600℃。
6.根据权利要求5所述的一种强化内传...
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