本發(fā)明涉及冶煉技術，具體涉及一種利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的裝置及方法。

背景技術：

2015年我國的鎂產(chǎn)量為85.92萬噸，按每噸鎂產(chǎn)生6-8噸的鎂渣計算，產(chǎn)生的鎂渣會達到600萬噸左右，目前的生產(chǎn)過程還原爐出渣仍是間歇式的，鎂渣剛出爐時的溫度高達1200℃，具有巨大的物理顯熱，比熱為782J/(kg·℃)。如果按照室溫25℃計算，當鎂渣由1200℃降至室溫時，1kg的鎂渣能夠釋放約919kJ的熱量。2015年鎂渣余熱可折合114萬噸標準煤(姬克丹.熾熱鎂渣冷水合反應動力學的研究[D].太原:太原理工大學,2016:2)。

目前關于鎂渣余熱利用的研究有很多，例如，陳金清等(陳金清,徐祥斌,蘇會斌.鎂還原渣余熱利用的現(xiàn)狀及尚需解決的問題[J].輕金屬,2011(5):48-50.)研究了鎂渣余熱利用的現(xiàn)狀并總結(jié)了鎂渣余熱利用的三種主要設備：列管式換熱器、冷渣機以及余熱鍋爐，該方法的主要思路是將鎂渣余熱作為輔助蒸氣間接利用。最近禹健、高佳等(禹健,高佳,白健云.鎂還原渣余熱利用系統(tǒng)[P].中國專利：ZL10571643 7,2016.06.29)將鎂渣余熱作為助燃空氣間接利用，并發(fā)表了專利。然而這些方法運行起來成本往往高于余熱本來的價值，實際生產(chǎn)中不易推廣。到目前為止沒有一種十分理想且成熟的工藝及設備。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術中的問題，提供一種利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的裝置及方法，能夠減少鎂渣余熱在鎂冶煉過程中的浪費，提高粗鎂精煉的效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的裝置：

包括能夠收集還原后鎂渣的預熔煉室，預熔煉室的頂部設有粗鎂固定平臺，粗鎂固定平臺上設有多個用于盛放粗鎂的坩堝，預熔煉室上開有排煙口以及放灰口，放灰口上安裝放灰閥，還原后鎂渣通過高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置從預熔煉室上方注入，粗鎂吸收熱量熔化至液態(tài)后，將釋放完熱量的鎂渣通過放灰口排出至低溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置。

預熔煉室包括自上至下口徑依次漸擴和漸縮兩部分內(nèi)腔，排煙口開設在漸擴部分內(nèi)腔上。

所述的漸擴部分內(nèi)腔外側(cè)通過支撐架搭建高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置的移動平臺，移動平臺的邊沿與粗鎂固定平臺之間為鎂渣入口。

所述的坩堝上加裝坩堝蓋以及用以檢測加熱溫度的溫度傳感器。

所述的預熔煉室由鋼結(jié)構(gòu)以及耐火保溫材料制成。

本發(fā)明利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的裝置預熔煉粗鎂的方法，包括以下步驟：a.將高溫的還原后鎂渣通過高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置輸送至預熔煉室；b.將盛放有粗鎂的坩堝放置在粗鎂固定平臺上；c.粗鎂吸收熱量熔化至液態(tài)后，將坩堝整體移動至精煉爐；d.經(jīng)過熱量交換的鎂渣自預熔煉室底部的放灰口排出至低溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置，通過低溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置運送出去。

輸送至預熔煉室的鎂渣溫度為800℃～900℃，用以加熱粗鎂的鎂渣溫度為750℃。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：將還原后的高溫鎂渣作為熱介質(zhì)，生產(chǎn)過程中還原爐出渣是間歇式的，鎂渣剛出爐時的溫度高達1200℃，具有巨大的物理顯熱，1噸鎂產(chǎn)生鎂渣所釋放的熱量能夠折合標準煤0.19噸，而粗鎂精煉總能耗折合標準煤0.13噸，可見將鎂渣余熱有效利用完全能夠滿足粗鎂精煉的全部熱量。高溫鎂渣的出爐溫度屬于高品質(zhì)熱源，在生產(chǎn)過程中還原爐與精煉爐同步運行，還原爐不斷產(chǎn)生間歇的高溫鎂渣，精煉爐不斷熔化粗鎂吸收鎂渣余熱，這為鎂渣余熱在精煉過程中連續(xù)應用提供了必要條件。本發(fā)明不斷的消耗鎂渣余熱，整個生產(chǎn)過程連續(xù)進行，將間歇的鎂渣余熱集中收集利用，降低了能耗，節(jié)省了燃料，同時減少了CO₂的排放。通過本發(fā)明預熔煉裝置將粗鎂提前熔化，節(jié)省了粗鎂精煉時間，提高了粗鎂精煉的效率。還原爐的鎂渣快速地轉(zhuǎn)運至預熔煉裝置，減少了對還原車間的空氣污染，熱輻射等負面影響，從而改善了還原車間的工作環(huán)境。預熔煉裝置不斷地將間歇的鎂渣集中收集，從而也為轉(zhuǎn)運提供了方便。本發(fā)明在已建和在建項目中只需要增設預熔煉裝置，投資較小，不改變粗鎂精煉的主工藝，有很大的推廣價值。

附圖說明

圖1本發(fā)明利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的工藝流程圖；

圖2本發(fā)明利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中：1-高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置；2-粗鎂；3-坩堝蓋；4-坩堝；5-溫度傳感器；6-鎂渣入口；7-支撐架；8-排煙口；9-鋼結(jié)構(gòu)；10-耐火保溫材料；11-鎂渣；12-放灰口；13-放灰閥；14-低溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。

參見圖1，2，本發(fā)明預熔煉粗鎂的裝置設置于還原爐與精煉爐之間，其熱源是由還原爐產(chǎn)生的高溫鎂渣經(jīng)轉(zhuǎn)運裝置送入預熔煉裝置進行供給。

預熔煉粗鎂的裝置包括能夠收集還原后鎂渣11的預熔煉室，預熔煉室的頂部設有粗鎂固定平臺，粗鎂固定平臺上設有多個用于盛放粗鎂2的坩堝4，坩堝4上加裝坩堝蓋3以及用以檢測加熱溫度的溫度傳感器5。預熔煉室上開有排煙口8以及放灰口12，放灰口12上安裝放灰閥13，還原后的鎂渣11通過高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置1從預熔煉室上方注入，粗鎂2吸收熱量熔化至液態(tài)后，將釋放完熱量的鎂渣11通過放灰口12排出至低溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置14。預熔煉室包括自上至下口徑依次漸擴和漸縮兩部分內(nèi)腔，排煙口8開設在漸擴部分內(nèi)腔上，漸擴部分內(nèi)腔外側(cè)通過支撐架7搭建高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置1的移動平臺，移動平臺的邊沿與粗鎂固定平臺之間為鎂渣入口6。預熔煉室由鋼結(jié)構(gòu)9以及耐火保溫材料10制成。

本發(fā)明利用還原鎂渣余熱預熔煉粗鎂的方法為：

將還原罐扒出高溫的鎂渣11通過高溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置1快速送至粗鎂精煉車間的預熔煉粗鎂裝置的鎂渣入口6。鎂渣11通過鎂渣入口6落入裝置的中央，然后將裝有粗鎂2的坩堝4整體放入預熔煉裝置。粗鎂2吸收熱量熔化至液態(tài)后，將坩堝4整體移至溫度精確可控的精煉爐進一步處理。高溫的鎂渣11不斷從還原車間送往預熔煉裝置，為粗鎂熔化提供熱源，粗鎂熔化不斷地吸收高溫鎂渣的熱量，經(jīng)過熱量交換，鎂渣11的溫度自上而下逐漸降低，在溫度低于300℃后自然粉化。當鎂渣11沉積至一定高度后，可打開放灰閥13，將底部已經(jīng)粉化的鎂渣11通過低溫鎂渣運轉(zhuǎn)裝置14運出。爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣從預熔煉裝置的排煙口8排出。

本領域的技術人員應當理解，對本發(fā)明的工藝及熔煉裝置進行修改或者同等替換，都脫離不了本發(fā)明的技術方案或精神和范圍，其均應蘊涵本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍中。