【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属冶炼行业中金属镁冶炼相关技术，具体涉及一种基于sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法，进一步具体涉及一种在硅热法炼镁中通过sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法。
技术介绍
1、目前硅热还原法是获取金属镁的主要方法，尤其在我国，硅热法生产的金属镁占我国金属镁总产量的90%以上。鉴于我国拥有的原料、燃料、劳动力成本及技术掌握程度等优势，硅热法在很长一段时间内仍将是我国金属镁生产的主要方法。
2、硅热法炼镁生产流程具体为：将符合一定要求的白云石进行煅烧获得煅白，然后与硅铁、萤石按比例配料、细磨、压球，压好的球团送入专用还原罐中，密封并连续抽真空，使球团在1200℃左右且压强在13pa以下发生还原反应生成镁蒸气，在真空的作用下镁蒸气移向设有冷却水套的罐口，冷凝形成结晶镁。待还原结束后，取出结晶镁、扒出废渣，并进行下一轮生产准备。取出的结晶镁经精炼后得到纯镁。
3、由于炼镁所用的白云石矿中往往伴有少量含钾、钠的矿物杂质，在进行金属镁还原的同时，杂质中的钾、钠也一同被还原出来。由于钾、钠蒸气压比镁高，还原生成的单质钾、钠蒸气冷凝位置更靠近罐口处，且以液态形式存在，在打开还原罐的瞬间便与空气接触发生剧烈燃烧反应，产生强光、烟尘、热量，并经常引发结晶镁的燃烧，影响生产安全的同时造成金属镁损失。目前生产时常在还原罐口放置金属钾钠捕集器用来将钾、钠与镁分开，并在开罐时迅速将其取出以降低燃烧对金属镁的影响，但是这种措施在矿石中钾钠矿物杂质含量较少的情况下有用，对于钾钠矿物杂质含量偏多时，作用并不明显。
5、针对上述问题，现有技术也进行了改进：专利cn101984100a中公开了通过将能与钾、钠发生反应的金属氧化物粉末预先粘附到钾钠捕集器上，并将钾钠捕集器按常规炼镁流程放置于还原罐内，使还原过程生成的单质钾、钠在进入捕集器后与金属氧化物发生反应，转变为k2o、na2o，避免开罐时发生燃烧，从而消除炼镁中单质钾、钠燃烧带来的危害。但是该专利存在不足之处：1）可选的金属氧化物种类有限，材料成本较高，生产费用增加较多；2）若使用相对较便宜的铁的氧化物，容易增加结晶镁中铁的含量，使后续精炼成本增加。3）涂覆方法实际操作难度较大，涂覆不均匀容易使部分地方涂覆量少，不能反应掉冷凝于其上的单质钾、钠，致使开罐后仍有燃烧现象；或是进行过量涂覆，会导致涂覆量非常大，造成原材料浪费、生产成本增加。
6、专利cn101956082a公开了使用氯化物来防止硅热法炼镁中被还原成单质的钾、钠的燃烧。不过该专利仍然也是将反应物涂覆于捕集器上，并置于还原罐内部，与之前专利的不同之处在于所选的反应物为氯化物、涂覆方法也有所不同。此专利的不足之处在于：1）可选的金属氯化物的种类也有限，材料成本也较高；2）氯化物熔融温度较高且容易吸潮，该专利中提供的涂覆方法在实际应用时难度较大；3）氯化物吸潮后加热产生的hcl容易腐蚀还原罐及真空系统。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种基于sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法，以解决现有技术硅热法炼镁中被还原成单质的k、na极易燃烧、容易造成安全事故、采用氯化物或铁氧化物存在涂覆难度大、材料成本高等问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法，具体过程如下：
4、在硅热法炼镁中，将sio2材料置于传统钾钠捕集装置内或采用sio2材料制成硅材钾钠捕集装置，将其安装在炼镁还原罐中，使sio2与生成的单质钾、钠反应，阻止其燃烧。其中，所述的钾钠捕集装置是能够捕集炼镁生成的单质钾、钠，并便于钾、钠附着其上反应的装置。
5、通过使用本专利技术，可以将硅热法炼镁还原生成的单质钾、钠转化为稳定的硅酸盐化合物，从而阻止单质钾、钠开罐燃烧带来的各种危害，改善生产环境，并避免结晶镁的烧损。
6、优选地，所述sio2为以sio2为主的吸附材料，且吸附材料中sio2的质量百分比至少为60%。sio2材料中需要含有足量的sio2，使其能够与生成的单质钾、钠进行反应，阻止其燃烧。
7、优选地，所述吸附材料包括sio2颗粒、sio2薄片、sio2纤维。对于sio2颗粒、sio2薄片，可通过金属网包裹置于钾钠捕集装置内；对于sio2纤维，可直接放置于钾钠捕集装置内。
8、优选地，所述硅材钾钠捕集装置是用sio2材料制作带有孔隙的捕集装置，可替代现有传统钾钠捕集装置。对于硅材钾钠捕集装置，可通过压制或其他方式成型。
9、优选地，按照常规工艺流程进行炼镁，在一个炼镁周期结束后，取出钾钠捕集装置清理后，再将新的sio2吸附材料置于钾钠捕集装置内继续使用；或者更换新的硅材钾钠捕集装置。
10、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
11、1、本专利技术所述方法采用的材料sio2容易获得，成本低，可直接使用或加工成所需形状使用，不需要采用其他额外的黏附材料；并且，常规条件下性质稳定，容易储存；即使sio2与钾钠反应后生成物硅酸盐化合物混入结晶镁中，可在精炼时被熔盐体系吸附而去除，不污染金属镁。
12、2、本专利技术所述方法具有生产成本大幅度降低、实际操作方便、易于实现和控制、对金属镁的还原生成以及后续结晶镁的精炼无影响等优点，可有效阻止硅热法炼镁生成的单质钾、钠的燃烧，避免其燃烧带来的危害，具有很好的工业应用前景。
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1.一种基于SiO2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，具体过程如下：
2.根据权利要求1所述基于SiO2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，所述SiO2为以SiO2为主的吸附材料，且吸附材料中SiO2的质量百分比至少为60%。
3.根据权利要求2所述基于SiO2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，所述吸附材料包括SiO2颗粒、SiO2薄片、SiO2纤维。
4.根据权利要求1所述基于SiO2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，所述硅材钾钠捕集装置是由SiO2材料制成且带有孔隙结构的捕集装置。
5.根据权利要求1所述基于SiO2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，在一个炼镁周期结束后，取出钾钠捕集装置清理后，再将新的SiO2置于钾钠捕集装置内继续使用；或更换新的硅材钾钠捕集装置。
【技术特征摘要】
1.一种基于sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，具体过程如下：
2.根据权利要求1所述基于sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，所述sio2为以sio2为主的吸附材料，且吸附材料中sio2的质量百分比至少为60%。
3.根据权利要求2所述基于sio2阻止单质钾、钠燃烧的方法，其特征在于，所述吸附材料包括sio2颗粒、sio2薄片...
【专利技术属性】
技术研发人员：游国强，李爱听，蒋斌，
申请(专利权)人：重庆市先进轻金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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