一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成：煅白粉80％，硅鐵粉5～10％，螢石粉2％～4.8％，煤粉5.2％～13％，原料的重量總和為100％。以煅白、硅鐵礦石、螢石和煤礦石作為原料，分別用球磨機(jī)研磨成細(xì)粉，使得煅白粉粒徑小于100目，硅鐵粉粒徑小于200目，螢石粉粒徑小于200目，煤粉粒徑小于200目；將得到的煅白粉、硅鐵粉、螢石粉和煤粉按照順序混合均勻加入對輥壓球機(jī)，不加任何粘結(jié)劑直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)。本發(fā)明的煉鎂原料球團(tuán)能夠有效提高鎂回收率，節(jié)省回收時間，能夠為鎂產(chǎn)業(yè)的提高生產(chǎn)效率，降低成本，并為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更大的空間。
【專利說明】一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鎂領(lǐng)域，涉及煉鎂用的球團(tuán)，具體涉及一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂是繼鋼鐵、鋁之后的第三大金屬工程材料，具有許多優(yōu)良的性能，應(yīng)用前景極為廣泛。隨著技術(shù)和價格兩大瓶頸的突破，全球鎂的用量以每年20%的幅度快速增長，這在近代工程金屬材料的應(yīng)用中是前所未有的。鎂及其合金作為最輕的工程金屬材料，具有比重輕，比強(qiáng)度高，阻尼性及切削加工性好，導(dǎo)熱性好，電磁屏蔽能力強(qiáng)，以及減振性好和易于回收等一系列優(yōu)點，滿足了汽車工業(yè)減重，節(jié)能，環(huán)保以及通迅電子器件高度集成化和輕薄小型化的要求，在汽車和摩托車工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。目前我國已成為鎂資源儲備、鎂生產(chǎn)量、鎂出口量、鎂消費量四個世界第一的鎂產(chǎn)業(yè)大國。
[0003]目前，國內(nèi)企業(yè)大多使用皮江法(橫罐法煉鎂)生產(chǎn)金屬鎂，該方法簡單，生產(chǎn)設(shè)備所需固定投資少，可吸收較多的社會勞動力，特別適合我國國情。皮江法煉鎂使用的原材料是白云石礦和還原劑硅鐵，加熱使用的燃料主要是原煤。目前，提升皮江法技術(shù)的研究工作大有空間?，F(xiàn)有的煉鎂原料球團(tuán)的粗鎂回收率到達(dá)了一個瓶頸，難以提高，并且現(xiàn)有煉鎂方法的煉鎂時間長，粗鎂中硅含量較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)及其制備方法，該方法能夠提高煉鎂原料球團(tuán)中鎂的回收率。
[0005]為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0006]一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料，包括煅白粉、硅鐵粉和螢石粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料還包括煤粉，以重量份數(shù)計，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:
[0007]煅白粉80%，硅鐵粉5~10%，螢石粉2%~4.8%，煤粉5.2%~13%，原料的重量總和為100%。
[0008]優(yōu)選的能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，以重量份數(shù)計，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:
[0009]煅白粉80 %，硅鐵粉10 %，螢石粉2 %，煤粉8 %。
[0010]一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)的制備方法，該方法按照以下步驟進(jìn)行:
[0011]以煅白、硅鐵礦石、螢石和煤礦石作為原料，分別用球磨機(jī)研磨成細(xì)粉，使得煅白粉粒徑小于100目，硅鐵粉粒徑小于200目，螢石粉粒徑小于200目，煤粉粒徑小于200目；將得到的煅白粉、硅鐵粉、螢石粉和煤粉按照以下配方比例混合均勻:
[0012]煅白粉80%，硅鐵粉5~10%，螢石粉2%~4.8%，煤粉5.2%~13%，原料的重量總和為100% ；
[0013]具體的混合步驟為:將煅白粉和硅鐵粉按照配方比例在球磨機(jī)中混合均勻，得到A料，然后再按照配方比例加入螢石粉混合均勻，得到B料，最后再加入煤粉混合均勻，得到C料；
[0014]最后再將混合均勻的四種物料加入對輥壓球機(jī)，不加任何粘結(jié)劑直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)。
[0015]上述步驟中，優(yōu)選將得到的煅白粉、硅鐵粉、螢石粉和煤粉按照以下配方比例混合均勻:
[0016]煅白粉80 %，硅鐵粉10 %，螢石粉2 %，煤粉8 %。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是:
[0018]本發(fā)明的制備方法采用分步加入原料的方法制備煉鎂原料球團(tuán)，能夠提高煉鎂原料球團(tuán)中鎂的回收率，并最終在不需改變原有設(shè)備和焙燒技術(shù)的前提下實際應(yīng)用。
[0019]采用本發(fā)明的方法制備的橫罐煉鎂用的煉鎂原料球團(tuán)，能夠提高橫罐煉鎂效率，減少煉鎂時間的同時還能提高粗鎂的回收率，有效提高了鎂的純凈度，由于減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。整體具有合適的強(qiáng)度和尺寸，使煉鎂原料球團(tuán)在后續(xù)焙燒過程中的內(nèi)外溫差小，反應(yīng)均勻、完全，提高還原效率本發(fā)明的煉鎂原料球團(tuán)能夠有效提高鎂回收率，節(jié)省回收時間，能夠為鎂產(chǎn)業(yè)的提高生產(chǎn)效率，降低成本，并為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更大的空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的煉鎂原料球團(tuán)的混合工藝流程圖。
[0021]圖2是現(xiàn)有煉鎂原料球團(tuán)外觀示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的煉鎂原料球團(tuán)外觀示意圖。
[0023]圖4是現(xiàn)有煉鎂原料球團(tuán)剖面示意圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的煉鎂原料球團(tuán)剖面示意圖。
[0025]圖6是本發(fā)明的煉鎂原料球團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0027]遵從上述技術(shù)方案，需要說明的是煅白即白云石煅燒后產(chǎn)物。
[0028]原料各自經(jīng)球磨機(jī)粉碎至一定目數(shù)后，按照上述方法混合均勻，再壓制成球。該球團(tuán)具有一定的強(qiáng)度，在加入橫罐爐窯后能夠保留一定的空隙；并在焙燒過程中，球團(tuán)中的物料發(fā)生反應(yīng)，在每個球團(tuán)上打開微通路。在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，加熱球團(tuán)至1200°C，物料發(fā)生還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鎂，并且單質(zhì)鎂以氣態(tài)形式存在。煤粉中C、S等還原性元素的反應(yīng)為球團(tuán)內(nèi)部提供反應(yīng)所需的熱量，煤粉反應(yīng)后在球團(tuán)中殘留微孔，如圖6所示，為反應(yīng)提供熱源和鎂蒸汽擴(kuò)散通道。物料發(fā)生還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鎂，并且單質(zhì)鎂以氣態(tài)形式存在。
[0029]首先，球團(tuán)內(nèi)熱 的獲得方式增多，原球團(tuán)在爐窯內(nèi)加熱過程中，由球團(tuán)外部向內(nèi)部傳熱方式為單一的熱傳導(dǎo)，改進(jìn)后球團(tuán)在加熱過程中會產(chǎn)生微孔，微孔的存在將球團(tuán)內(nèi)外傳熱方式增加為熱傳導(dǎo)、對流、輻射三種同時進(jìn)行，熱傳導(dǎo)速度:v熱傳導(dǎo)+V獅+V _ > V熱的傳導(dǎo)明顯加快，縮短球團(tuán)心部達(dá)到反應(yīng)溫度的時間，加快反應(yīng)速度；在等同的反應(yīng)時間內(nèi)，可以提高球團(tuán)的反應(yīng)完全程度。
[0030]其次，微通路為鎂蒸汽的散出提供了順暢的通道，減少由于鎂蒸汽的流動帶動的其他雜質(zhì)量，對鎂的充分回收和純度均有改善。
[0031]另外，球團(tuán)中煤粉這一還原性原料的加入，改善了鎂還原反應(yīng)的化學(xué)環(huán)境，提高還原速度；并有效破除了原比例物料反應(yīng)過程中SiO2對反應(yīng)的阻隔作用，從而提高原料的鎂回收率。和原球團(tuán)配方相比，新配方減少了硅鐵粉的加入量，從源頭上降低了 Si元素進(jìn)入結(jié)晶鎂的可能性，并最終減少了結(jié)晶鎂中的雜質(zhì)Si含量。提高了粗鎂的純凈度。
[0032]煤粉的主要組成元素為碳、氫、氧、氮和硫。
[0033]以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]對比例1: [0035]本對比例給出一種已知的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:煅白粉80%，硅鐵粉15%，螢石粉5%，原料同時加入混合，加入對輥壓球機(jī)，直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)500g。在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱12h，得到的粗鎂回收率為85%，粗鎂中硅含量為0.6%。
[0036]本對比例的煉鎂原料球團(tuán)的外觀示意圖和剖面示意圖如圖2和圖4所示。
[0037]實施例1:
[0038]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料，包括煅白粉、硅鐵粉和螢石粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料還包括煤粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:
[0039]煅白粉400g，硅鐵粉50g，螢石粉10g，煤粉40g。
[0040]制備方法:以煅白、硅鐵礦石、螢石和煤礦石作為原料，分別用球磨機(jī)研磨成細(xì)粉，使得煅白粉粒徑小于100目，硅鐵粉粒徑小于200目，螢石粉粒徑小于200目，煤粉粒徑小于200目；
[0041]將煅白粉400g和硅鐵粉25g在球磨機(jī)中混合均勻，得到A料，然后再加入螢石粉IOg混合均勻，得到B料，最后再加入煤粉65g混合均勻，得到C料；
[0042]最后再將混合均勻的四種物料加入對輥壓球機(jī)，不加任何粘結(jié)劑直接壓合為重量為500g的煉鎂原料球團(tuán)。
[0043]用造球機(jī)混合料進(jìn)行壓球。球團(tuán)中物料間通過壓力壓合實現(xiàn)微粒間物理結(jié)合，能夠提供反應(yīng)必須得元素環(huán)境，不需任何粘結(jié)劑。
[0044]本實施例的煉鎂原料球團(tuán)的外觀示意圖和剖面示意圖如圖3和圖5所示，與圖2和圖4相比，本案提出改進(jìn)后的煉鎂原料球團(tuán)在煅燒后外觀有空洞，剖面圖出現(xiàn)微孔，為球團(tuán)的加熱和鎂蒸汽的逸出提供通路。
[0045]球團(tuán)中物料間通過高能球磨，和壓力壓合實現(xiàn)微粒間物理結(jié)合，能夠提供反應(yīng)必須得元素環(huán)境，不需任何粘結(jié)劑。在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，加熱球團(tuán)至1200°C，物料發(fā)生還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鎂，并且單質(zhì)鎂以氣態(tài)形式存在。煤粉中C、S等還原性元素的反應(yīng)為球團(tuán)內(nèi)部提供反應(yīng)所需的熱量，煤粉反應(yīng)后在球團(tuán)中殘留微孔，為反應(yīng)提供熱源和鎂蒸汽擴(kuò)散通道。經(jīng)多批次實驗，加熱IOh后在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂435g。粗鎂回收率達(dá)到87%。采用本方法的球團(tuán)后，粗鎂中硅含量保持在0.4%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0046]實施例2:
[0047]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料，包括煅白粉、硅鐵粉和螢石粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料還包括煤粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:
[0048]煅白粉400g，硅鐵粉25g，螢石粉10g，煤粉65g。
[0049]制備方法與實施例1相同，得到重量為500g的煉鎂原料球團(tuán)。
[0050]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂435g。粗鎂回收率達(dá)到87%，粗鎂中硅含量保持在0.4%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0051]實施例3:
[0052]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料，包括煅白粉、硅鐵粉和螢石粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料還包括煤粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:
[0053]煅白粉400g，硅鐵粉30g，螢石粉15g，煤粉55g。
[0054]制備方法與實施例1相同，得到重量為500g的煉鎂原料球團(tuán)。
[0055]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂435g。粗鎂回收率達(dá)到87%，粗鎂中硅含量保持在0.4%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0056]實施例4:
[0057]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料，包括煅白粉、硅鐵粉和螢石粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料還包括煤粉，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成:
[0058]煅白粉400g，硅鐵粉50g，螢石粉24g，煤粉26g。
[0059]制備方法與實施例1相同，得到重量為500g的煉鎂原料球團(tuán)。
[0060]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂435g。粗鎂回收率達(dá)到87%，粗鎂中硅含量保持在0.5%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0061]實施例5:
[0062]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，該球團(tuán)的組成與實施例I相同，區(qū)別在于本實施例采用傳統(tǒng)的制備方法，原料同時加入混合，加入對輥壓球機(jī)，直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)500g。
[0063]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂430g。粗鎂回收率達(dá)到86%，粗鎂中硅含量保持在0.4%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0064]實施例6:
[0065]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，該球團(tuán)的組成與實施例2相同，區(qū)別在于本實施例采用傳統(tǒng)的制備方法，原料同時加入混合，加入對輥壓球機(jī)，直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)500g。
[0066]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂430g。粗鎂回收率達(dá)到86%，粗鎂中硅含量保持在0.4%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0067]實施例7:
[0068]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，該球團(tuán)的組成與實施例3相同，區(qū)別在于本實施例采用傳統(tǒng)的制備方法，原料同時加入混合，加入對輥壓球機(jī)，直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)500g。
[0069]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂430g。粗鎂回收率達(dá)到86%，粗鎂中硅含量保持在0.4%，有效提高了鎂的純凈度。并且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
[0070]實施例8:
[0071]本實施例給出一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，該球團(tuán)的組成與實施例4相同，區(qū)別在于本實施例采用傳統(tǒng)的制備方法，原料同時加入混合，加入對輥壓球機(jī)，直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)500g。
[0072]在爐窯中，在5Pa的真空環(huán)境下，煉鎂原料球團(tuán)在1200°C條件下，加熱IOh后，在橫罐結(jié)晶器處收集到粗鎂430g。粗鎂回收率達(dá)到86%，粗鎂中硅含量保持在0.5%，有效提高了鎂的純凈度。并 且由于縮短了反應(yīng)時間，減少了硅鐵粉的使用量，明顯降低了工藝成本。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料，包括煅白粉、硅鐵粉和螢石粉，其特征在于，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料還包括煤粉，以重量份數(shù)計，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成: 煅白粉80%，硅鐵粉5~10%，螢石粉2%~4.8%，煤粉5.2%~13%，原料的重量總和為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)，其特征在于，以重量份數(shù)計，所述的煉鎂原料球團(tuán)的原料由以下原料組成: 煅白粉80%，硅鐵粉10%，螢石粉2%，煤粉8%。
3.—種能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)的制備方法，其特征在于，該方法按照以下步驟進(jìn)行: 以煅白、硅鐵礦石、螢石和煤礦石作為原料，分別用球磨機(jī)研磨成細(xì)粉，將得到的煅白粉、硅鐵粉、螢石粉和煤粉按照以下配方比例混合均勻: 煅白粉80%，硅鐵粉5~10%，螢石粉2%~4.8%，煤粉5.2%~13%，原料的重量總和為100% ； 具體的混合步驟為:將煅白粉和硅鐵粉按照配方比例在球磨機(jī)中混合均勻，然后再按照配方比例加入螢石粉混合均勻，最后再加入煤粉混合均勻； 最后再將混合均勻的四種物料加入對輥壓球機(jī)，不加任何粘結(jié)劑直接壓合為煉鎂原料球團(tuán)。
4.如權(quán)利要求3所述的能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)的制備方法，其特征在于，將得到的煅白粉、硅鐵粉、螢石粉和煤粉按照以下配方比例混合均勻: 煅白粉80%，硅鐵粉10%，螢石粉2%，煤粉8%。
5.如權(quán)利要求3和4任一權(quán)利要求所述的能夠提高橫罐煉鎂效率的煉鎂原料球團(tuán)的制備方法，其特征在于，所述的煅白粉粒徑小于100目，硅鐵粉粒徑小于200目，螢石粉粒徑小于200目，煤粉粒徑小于200目。
【文檔編號】C22B26/22GK103981377SQ201410239590
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】馬幼平, 楊蕾, 趙剛, 趙向東 申請人:西安建筑科技大學(xué)