專利名稱：皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及皮江法煉鎂工藝中的還原步驟，尤其是皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法。
背景技術(shù)：
皮江法煉鎂是將煅燒后的白云石和一定量的硅鐵(還原劑)制粉混合后壓制成料球，將壓制成的料球放在還原罐內(nèi)，罐內(nèi)抽成低于13 以下的真空；還原罐放在加熱爐內(nèi) (又叫還原爐)，在1200°C左右的溫度下加熱，使煅燒后的白云石(MgO+CaO)與硅鐵進(jìn)行還原反應(yīng)，從而置換出金屬鎂，置換出的金屬鎂蒸汽在罐外遇到由循環(huán)水冷卻后的結(jié)晶器后結(jié)晶，變?yōu)榇宙V。還原罐內(nèi)抽成真空主要目的是降低還原反應(yīng)的能量一一吉布斯自由能， 使其能夠在1200°C的工況下實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)。不同的蒸汽壓需要有不同的反應(yīng)溫度，蒸汽壓越大，反應(yīng)需要的溫度越高。目前的還原工藝一般是在1220°C以上(最高可達(dá)1280)的爐內(nèi)溫度實(shí)現(xiàn)還原，還原時(shí)間為11 12小時(shí)，平均料鎂比(料球重量/出鎂量)為6. 2 6. 5左右。實(shí)際上，當(dāng)還原罐內(nèi)真空達(dá)到13 以下，罐內(nèi)溫度達(dá)到1180°C時(shí)反應(yīng)已經(jīng)開(kāi)始，理論計(jì)算完全反應(yīng)時(shí)料鎂比可以達(dá)到5. 4 5. 6，那么為什么需要這么長(zhǎng)的還原時(shí)間以及高的還原溫度，并且料鎂比很高不能實(shí)現(xiàn)充分還原呢。分析原因有1、反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，在真空下無(wú)對(duì)流給熱，球團(tuán)的熱導(dǎo)率很小，外部環(huán)境對(duì)球團(tuán)的傳熱、產(chǎn)物層的傳熱過(guò)程對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行起著很重要的作用，即傳熱速率對(duì)總反應(yīng)速率的影響不可忽視。還原反應(yīng)后的殘?jiān)鼮閕3_2Ca0*Si02，其導(dǎo)熱性非常差。而罐內(nèi)換熱只有物料傳熱和還原罐壁的輻射熱，表層還原后料渣低導(dǎo)熱性和阻擋作用影響了內(nèi)部物料的吸熱，從而影響內(nèi)部物料達(dá)到還原要求溫度的時(shí)間。2、還原反應(yīng)后，鎂蒸汽要及時(shí)排出，內(nèi)部鎂蒸汽的排出受到外部物料和反應(yīng)鎂蒸汽的影響，不能及時(shí)排出，提高了內(nèi)部的蒸汽壓，從而提高了內(nèi)部物料的反應(yīng)溫度。兩個(gè)原因促使還原時(shí)間變長(zhǎng)。3、由于受熱量傳輸?shù)挠绊?，中心物料在一定時(shí)間內(nèi)(11 12小時(shí))不能達(dá)到還原反應(yīng)溫度，所以有部分物料得不到有效還原，從而影響還原效率。4、由于還原時(shí)間的延長(zhǎng)，同時(shí)造成工序能耗的提高。因此如何實(shí)現(xiàn)有效的還原，實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)最大化，還原時(shí)間最短，一直是皮江法煉鎂需要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高還原效率、縮短還原時(shí)間，從而大幅降低能耗的皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，包括將裝有料球的還原罐加熱至 1100-1300攝氏度，并在真空條件下保持從而進(jìn)行還原反應(yīng)，其特別之處在于，在被加熱時(shí)還原罐旋轉(zhuǎn)。其中還原罐繞其中軸線順時(shí)針或逆時(shí)針自轉(zhuǎn)。
其中還原罐旋轉(zhuǎn)速度為0. 1 3轉(zhuǎn)/分。其中還原時(shí)間為5-7小時(shí)。采用本發(fā)明的還原方法，通過(guò)將還原罐轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)還原罐內(nèi)物料的攪動(dòng)，使還原罐中間物料及時(shí)獲得熱量，同時(shí)打破中間物料反應(yīng)蒸汽壓高的工況，實(shí)現(xiàn)物料的充分還原， 縮短還原時(shí)間和降低還原溫度。預(yù)期還原時(shí)間可縮短到6小時(shí)，平均料鎂比達(dá)到5. 8 6. 0， 噸鎂工序單耗降低IOOOKg標(biāo)煤。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:1、白云石煅燒；2、配料制球?qū)㈧寻?、硅鐵粉(75 % Si)和螢石粉(94 % CaF2)按 79.8 17. 1 3.1的重量比例計(jì)量配料、粉磨，然后壓制成球。還原將190kg料球在Φ 377 X 3100的還原罐中加熱至1200°C，在小于13. 31 真空條件下，0. 5轉(zhuǎn)/分，保持5 7小時(shí)，氧化鎂還原成鎂蒸氣，冷凝后結(jié)晶成為粗鎂。本發(fā)明方法與現(xiàn)有還原方法的區(qū)別在于使原來(lái)靜止的還原罐轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)高效率的還原，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，得到以下的新舊工藝的指標(biāo)對(duì)比表
權(quán)利要求
1.一種皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，包括將裝有料球的還原罐加熱至 1100-1300攝氏度，并在真空條件下保持從而進(jìn)行還原反應(yīng)，其特征在于在被加熱時(shí)還原罐旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，其特征在于其中還原罐繞其中軸線順時(shí)針或逆時(shí)針自轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，其特征在于其中還原罐旋轉(zhuǎn)速度為0. 1 3轉(zhuǎn)/分。
4.如權(quán)利要求1所述的皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，其特征在于其中還原時(shí)間為5-7小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及皮江法煉鎂工藝中的還原步驟，尤其是皮江法煉鎂工藝中的新型還原方法，包括將裝有料球的還原罐加熱至1100-1300攝氏度，并在真空條件下保持從而進(jìn)行還原反應(yīng)，其特點(diǎn)是，在被加熱時(shí)還原罐旋轉(zhuǎn)。采用本發(fā)明的還原方法，通過(guò)將還原罐轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)還原罐內(nèi)物料的攪動(dòng)，使還原罐中間物料及時(shí)獲得熱量，同時(shí)打破中間物料反應(yīng)蒸汽壓高的工況，實(shí)現(xiàn)物料的充分還原，縮短還原時(shí)間和降低還原溫度。預(yù)期還原時(shí)間可縮短到6小時(shí)，平均料鎂比達(dá)到5.8～6.0，噸鎂工序單耗降低1000Kg標(biāo)煤。
文檔編號(hào)C22B5/04GK102409185SQ20111035908
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者拓萬(wàn)蘭, 王婧, 王秀榮, 董家馭 申請(qǐng)人:寧夏華億鎂業(yè)股份有限公司