專利名稱：一種金屬鎂還原工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉領(lǐng)域的金屬鎂冶煉，特別是涉及一種金屬鎂還原工藝及
系統(tǒng)，用以代替目前采用的以鎂還原爐為核心的熱法鎂還原工藝。
背景技術(shù)：
金屬鎂還原工藝是熱法鎂冶煉生產(chǎn)的核心工藝，其作用是將上道工序來的球狀原 料與特定的還原劑按比例混合后，加入在還原爐內(nèi)排列的鎂還原罐內(nèi)，在抽真空的條件下， 鎂還原爐加熱鎂還原罐體。罐內(nèi)的物料在高溫下與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)，金屬鎂開始蒸發(fā)， 呈蒸汽狀溢出至鎂還原罐的冷卻段，并在罐口處的結(jié)晶器上冷卻，凝結(jié)為環(huán)狀金屬鎂結(jié)晶 體，完成其還原過程。然后拆下結(jié)晶器、扒出高溫廢渣、再裝入物料進(jìn)行加熱還原。
現(xiàn)有的金屬鎂熱法還原工藝，其還原過程主要靠鎂還原爐實(shí)現(xiàn)。還原完成后，還 要在還原爐前進(jìn)行如下操作從罐口處拆下結(jié)晶器、采用人工扒出 120(TC的高溫廢渣， 待其自然冷卻后，運(yùn)往廢渣傾倒點(diǎn)，再采用人工方法向還原罐內(nèi)加入物料，繼續(xù)加熱還原過 程。這種工藝具有以下幾方面的缺點(diǎn)1、必須采用鎂還原爐提供熱能，加熱罐體完成金屬鎂 還原，工藝設(shè)備配置復(fù)雜；2、還原爐造價(jià)高、運(yùn)行費(fèi)用高、維修工作量大；3、爐溫控制誤差 大，罐內(nèi)物料還原不充分、金屬鎂產(chǎn)品出率低；4、還原罐體加熱溫度不均勻，容易過熱，引起 罐體嚴(yán)重氧化、增加生產(chǎn)成本；5、在還原爐前完成的裝料、出鎂、出渣等操作難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化操作、勞動(dòng)條件差；6、高溫廢渣攜帶的大量余熱得不到利用，不符合節(jié)能減排的原則；7、 工藝流程不合理，增加了生產(chǎn)中的物流成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述技術(shù)問題而提供一種金屬鎂還原工藝及系統(tǒng)，目的是解 決現(xiàn)有的金屬鎂熱法還原工藝配置復(fù)雜、還原爐造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用高、還原溫度控制不精確、 出鎂率低、還原罐加熱溫度不均導(dǎo)致氧化損壞、難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作、不符合節(jié)能減排的循 環(huán)經(jīng)濟(jì)原則、工藝流程不合理的問題。 為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬鎂還原工藝，包括下述步 驟在還原區(qū)按抽真空系統(tǒng)分組排列的單體金屬鎂還原裝置完成其還原過程后，由移動(dòng)裝 置將其移動(dòng)至出鎂區(qū)，進(jìn)行出鎂操作；出完鎂的單體金屬鎂還原裝置被移動(dòng)至出渣區(qū)，進(jìn)行 出渣操作；出渣后再移動(dòng)至裝料區(qū)，進(jìn)行裝料操作，最后再移動(dòng)至還原區(qū)，進(jìn)入編組通電加 熱。 所述的進(jìn)行出渣操作由單體金屬鎂還原裝置出來的高溫廢渣，進(jìn)入換熱設(shè)備，經(jīng) 換熱后的冷卻廢渣進(jìn)入廢渣輸出機(jī)構(gòu)，運(yùn)至廢渣集中處理點(diǎn)。
所述的換熱設(shè)備由供水泵打入換熱介質(zhì)。
所述的換熱介質(zhì)為水。 所述的換熱設(shè)備生產(chǎn)出的蒸汽，供給還原區(qū)的抽真空系統(tǒng)，以驅(qū)動(dòng)其蒸汽泵。
所述的高溫廢渣以小間隔、半連續(xù)地傾入換熱設(shè)備。
3
所述的裝料區(qū)進(jìn)行安裝結(jié)晶器，密封金屬鎂還原裝置的罐口。 所述的出鎂區(qū)采用鎂環(huán)脫出設(shè)備進(jìn)行出鎂操作，脫出的鎂環(huán)由連續(xù)輸出機(jī)構(gòu)輸送 到下一工序，出鎂后的結(jié)晶器在該區(qū)經(jīng)結(jié)晶器清理裝置清理后，送入裝料區(qū)待下一周期使 用。 —種金屬鎂還原系統(tǒng)，包括還原區(qū)，還原區(qū)與出鎂區(qū)連通，出鎂區(qū)與出渣區(qū)連通， 出渣區(qū)與裝料區(qū)連通，裝料區(qū)與還原區(qū)連通，金屬鎂還原裝置在還原區(qū)、出鎂區(qū)、出渣區(qū)和 裝料區(qū)內(nèi)連續(xù)循環(huán)移動(dòng)運(yùn)行。 所述的出鎂區(qū)設(shè)有鎂環(huán)脫出設(shè)備和連續(xù)輸送機(jī)構(gòu)，出鎂區(qū)具有結(jié)晶器清理裝置。 所述的出渣區(qū)內(nèi)的換熱設(shè)備的下方設(shè)有廢渣輸出機(jī)構(gòu)，換熱設(shè)備進(jìn)口與供水泵通
過管路連接，換熱設(shè)備出口通過蒸汽輸送管與還原區(qū)連接。 所述的蒸汽輸送管與還原區(qū)內(nèi)的抽真空系統(tǒng)連接。 所述的裝料區(qū)設(shè)有定量裝料設(shè)備。 所述的定量裝料設(shè)備與制球生產(chǎn)線相連接。 所述的金屬鎂還原裝置設(shè)在移動(dòng)裝置上。 所述的移動(dòng)裝置上設(shè)有廢渣傾倒機(jī)構(gòu)，金屬鎂還原裝置設(shè)在廢渣傾倒機(jī)構(gòu)上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果 1、簡化了工藝流程，改變了傳統(tǒng)的鎂還原爐生產(chǎn)方式，節(jié)省了鎂還原爐運(yùn)行維護(hù) 費(fèi)用，同時(shí)終止了由鎂還原爐帶來的工業(yè)廢氣排放和污染，同時(shí)避免了由于鎂還原爐熱效 率低所帶來的能源浪費(fèi)。 2、電加熱的金屬鎂還原裝置，可根據(jù)抽真空系統(tǒng)的形式和能力靈活分組配置，增 加了工藝配置的靈活性。 3、對(duì)于每個(gè)電加熱的單體金屬鎂還原裝置，可以做到加熱溫度的精確控制、縮短 加熱周期，可提高出鎂率和綜合產(chǎn)量。 4、精確控制的加熱溫度，可避免單體還原裝置的過熱，延長其罐體的使用壽命，有 效降低生產(chǎn)成本。 5、所有的還原、裝料、出鎂、出渣等操作，均可分別在專門的場(chǎng)地區(qū)域完成，易于實(shí) 現(xiàn)機(jī)械化操作，有效改善工人的勞動(dòng)條件。 6、所述的工藝流程可使出渣操作小間隔、半連續(xù)化，高溫廢渣所攜帶的大量余熱 可得到循環(huán)利用。 7、本發(fā)明以金屬鎂還原裝置連續(xù)移動(dòng)、分區(qū)操作為主要特征，可使金屬鎂還原流 程趨向更合理、更優(yōu)化，將有效降低生產(chǎn)中的物流成本。 8、得到回收的余熱可用來生產(chǎn)蒸汽，供給還原區(qū)的抽真空系統(tǒng)，用來驅(qū)動(dòng)其蒸汽 泵，達(dá)到余熱循環(huán)利用的目的。


圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。 圖中1、還原區(qū)；2、出鎂區(qū)；3、出渣區(qū)；4、裝料區(qū)；5、金屬鎂還原裝置；6、移動(dòng)裝 置；7、鎂環(huán)脫出設(shè)備；8、結(jié)晶器清理裝置；9、抽真空系統(tǒng)；10、廢渣傾倒機(jī)構(gòu)；11 、高溫廢渣； 12、換熱設(shè)備；13、供水泵；14、冷水；15、蒸汽；16、冷卻廢渣；17、廢渣輸出機(jī)構(gòu)；18、定量裝料設(shè)備；19、結(jié)晶器；20、鎂環(huán)連續(xù)輸出機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合附圖加以詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例 所限。 如圖所示，本發(fā)明包括下述步驟在還原區(qū)1按抽真空系統(tǒng)9分組排列的單體金屬 鎂還原裝置5完成其還原過程后，由移動(dòng)裝置6將其移動(dòng)至出鎂區(qū)2，采用鎂環(huán)脫出設(shè)備7 進(jìn)行出鎂操作，脫出的鎂環(huán)由連續(xù)輸出機(jī)構(gòu)20輸送到下一工序，出鎂后的結(jié)晶器19在該區(qū) 經(jīng)結(jié)晶器清理裝置8清理后，送入裝料區(qū)4待下一周期使用；出完鎂的單體金屬鎂還原裝置 5經(jīng)移動(dòng)裝置6移動(dòng)至出渣區(qū)3，由安裝在移動(dòng)裝置6上的廢渣傾倒機(jī)構(gòu)10進(jìn)行出渣操作， 由單體金屬鎂還原裝置5出來的高溫廢渣11進(jìn)入換熱設(shè)備12，高溫廢渣11以小間隔、半連 續(xù)的形式傾入換熱設(shè)備12，換熱設(shè)備12由供水泵13打入換熱介質(zhì)14，換熱介質(zhì)為水，換熱 設(shè)備12生產(chǎn)出的蒸汽15，供給還原區(qū)的抽真空系統(tǒng)9，以驅(qū)動(dòng)其蒸汽泵。經(jīng)換熱后的冷卻 廢渣16進(jìn)入廢渣輸出機(jī)構(gòu)17，運(yùn)至廢渣集中處理點(diǎn)；出渣后移動(dòng)裝置6再將單體金屬鎂還 原裝置5移動(dòng)至裝料區(qū)4，采用定量裝料設(shè)備18進(jìn)行裝料操作，并安裝清理后的結(jié)晶器19、 密封金屬鎂還原裝置的罐口，最后再移動(dòng)至還原區(qū)l，進(jìn)入編組通電加熱。金屬鎂還原裝置 5的具體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，結(jié)構(gòu)不再詳細(xì)描述。 —種金屬鎂還原系統(tǒng)，包括還原區(qū)l，還原區(qū)1與出鎂區(qū)2連通，出鎂區(qū)2設(shè)有鎂環(huán) 脫出設(shè)備7、結(jié)晶器清理裝置8和連續(xù)輸送機(jī)構(gòu)20 ;出鎂區(qū)2與出渣區(qū)3連通，出渣區(qū)3內(nèi) 的換熱設(shè)備12的下方設(shè)有廢渣輸出機(jī)構(gòu)17，換熱設(shè)備12的換熱介質(zhì)進(jìn)口與供水泵13通 過管路連接，換熱設(shè)備12的蒸汽出口通過蒸汽輸送管與還原區(qū)1連接，出渣區(qū)3與裝料區(qū) 4連通，裝料區(qū)4設(shè)有定量裝料設(shè)備18，定量裝料設(shè)備與本系統(tǒng)外的制球生產(chǎn)線相連接，裝 料區(qū)4與還原區(qū)1連通，金屬鎂還原裝置5在還原區(qū)1、出鎂區(qū)2、出渣區(qū)3和裝料區(qū)4內(nèi)連 續(xù)循環(huán)移動(dòng)運(yùn)行。 在還原區(qū)采用電加熱的金屬鎂還原裝置，使每個(gè)單體還原裝置都在外部絕熱的條 件下加熱并完成還原過程。然后由專用移動(dòng)設(shè)備將單體還原裝置移動(dòng)至出鎂區(qū)、出渣區(qū)及 裝料區(qū)，在機(jī)械化操作過程中依次完成其出鎂、出渣、裝料過程，重新進(jìn)入還原區(qū)進(jìn)行下一 輪還原操作。特別是在所述的出渣區(qū)，還要同時(shí)完成高溫廢渣余熱的回收過程。
權(quán)利要求
一種金屬鎂還原工藝，其特征在于包括下述步驟在還原區(qū)(1)按抽真空系統(tǒng)分組排列的單體金屬鎂還原裝置(5)完成其還原過程后，由移動(dòng)裝置將其移動(dòng)至出鎂區(qū)(2)，進(jìn)行出鎂操作；出完鎂的單體金屬鎂還原裝置被移動(dòng)至出渣區(qū)(3)，進(jìn)行出渣操作；出渣后再移動(dòng)至裝料區(qū)(4)，進(jìn)行裝料操作，最后再移動(dòng)至還原區(qū)，進(jìn)入編組通電加熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的進(jìn)行出渣操作由單 體金屬鎂還原裝置出來的高溫廢渣(ll)，進(jìn)入換熱設(shè)備(12)，經(jīng)換熱后的冷卻廢渣進(jìn)入廢 渣輸出機(jī)構(gòu)(17)，運(yùn)至廢渣集中處理點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的換熱設(shè)備(12)由供 水泵(13)打入換熱介質(zhì)(14)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的換熱介質(zhì)(14)為水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的換熱設(shè)備(12)生產(chǎn) 出的蒸汽(15)，供給還原區(qū)(1)的抽真空系統(tǒng)(9)，以驅(qū)動(dòng)其蒸汽泵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的高溫廢渣(11)以小 間隔、半連續(xù)地傾入換熱設(shè)備(12)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的裝料區(qū)(4)進(jìn)行安 裝結(jié)晶器(19)，密封金屬鎂還原裝置的罐口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種金屬鎂還原工藝，其特征在于所述的出鎂區(qū)(2)采用鎂 環(huán)脫出設(shè)備(7)進(jìn)行出鎂操作，脫出的鎂環(huán)由連續(xù)輸出機(jī)構(gòu)(20)輸送到下一工序，出鎂后 的結(jié)晶器(19)在該區(qū)經(jīng)結(jié)晶器清理裝置(8)清理后，送入裝料區(qū)(4)待下一周期使用。
9. 一種金屬鎂還原系統(tǒng)，包括還原區(qū)(l)，其特征在于還原區(qū)(1)與出鎂區(qū)(2)連通， 出鎂區(qū)(2)與出渣區(qū)(3)連通，出渣區(qū)(3)與裝料區(qū)(4)連通，裝料區(qū)(4)與還原區(qū)(1)連 通，金屬鎂還原裝置(5)在還原區(qū)(2)、出鎂區(qū)(2)、出渣區(qū)(2)和裝料區(qū)(4)內(nèi)連續(xù)循環(huán)移 動(dòng)運(yùn)行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的出鎂區(qū)(2)設(shè)有鎂 環(huán)脫出設(shè)備(7)和連續(xù)輸送機(jī)構(gòu)(20)，出鎂區(qū)(2)具有結(jié)晶器清理裝置(8)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的出渣區(qū)(3)內(nèi)的換 熱設(shè)備(12)的下方設(shè)有廢渣輸出機(jī)構(gòu)(17)，換熱設(shè)備(12)進(jìn)口與供水泵(13)通過管路連 接，換熱設(shè)備(12)出口通過蒸汽輸送管與還原區(qū)(1)連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸汽輸送管與還 原區(qū)(1)內(nèi)的抽真空系統(tǒng)(9)連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的裝料區(qū)(4)設(shè)有定 量裝料設(shè)備(18)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的定量裝料設(shè)備 (18)與制球生產(chǎn)線相連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的金屬鎂還原裝置 (5)設(shè)在移動(dòng)裝置(6)上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種金屬鎂還原系統(tǒng)，其特征在于所述的移動(dòng)裝置(6)上 設(shè)有廢渣傾倒機(jī)構(gòu)(IO)，金屬鎂還原裝置(5)設(shè)在廢渣傾倒機(jī)構(gòu)(10)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉領(lǐng)域的金屬鎂冶煉，特別是涉及一種金屬鎂還原工藝及系統(tǒng)，一種金屬鎂還原工藝，包括下述步驟在還原區(qū)按抽真空系統(tǒng)分組排列的單體金屬鎂還原裝置完成其還原過程后，由移動(dòng)裝置將其移動(dòng)至出鎂區(qū)，進(jìn)行出鎂操作；出完鎂的單體金屬鎂還原裝置被移動(dòng)至出渣區(qū)，進(jìn)行出渣操作；出渣后再移動(dòng)至裝料區(qū)，進(jìn)行裝料操作，最后再移動(dòng)至還原區(qū)，進(jìn)入編組通電加熱。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果節(jié)省了鎂還原爐運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，終止了工業(yè)廢氣排放和污染，避免了能源浪費(fèi)，提高出鎂率和綜合產(chǎn)量，延長其罐體的使用壽命，有效降低生產(chǎn)成本，有效改善工人的勞動(dòng)條件，達(dá)到余熱循環(huán)利用的目的。
文檔編號(hào)C22B26/22GK101748294SQ20081022943
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者于國友, 劉雅鋒, 張曉新, 曹廣和, 王忠心 申請(qǐng)人:沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院