本發(fā)明屬于鎂冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鎂冶煉分段式結(jié)晶裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的硅熱法鎂冶煉工藝過程中，一般在結(jié)晶筒的結(jié)晶段設(shè)置水套，鎂蒸汽在結(jié)晶段的內(nèi)壁凝成結(jié)晶鎂。在鎂還原原料內(nèi)，同時(shí)存在著除鎂以外的鐵、鎳、銅、鉀、納等各種金屬雜質(zhì)，這些影響鎂純度的金屬雜質(zhì)在還原反應(yīng)過程中與鎂一并被還原出來凝在結(jié)晶段的內(nèi)壁上；傳統(tǒng)的處理方法是對(duì)含有金屬雜質(zhì)的結(jié)晶鎂進(jìn)行重熔、精煉，去除結(jié)晶鎂中的金屬雜質(zhì)，并再次結(jié)晶，使鎂達(dá)到商品鎂的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該二次提純及結(jié)晶會(huì)添加一些精煉熔劑，會(huì)增加生產(chǎn)成本，同時(shí)也造成資環(huán)境污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種鎂冶煉分段式結(jié)晶裝置，實(shí)現(xiàn)了鎂和其它金屬雜質(zhì)的分離收集，為達(dá)到上述目的所采取的技術(shù)方案是：
一種鎂冶煉分段式結(jié)晶裝置，包括反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐頂部同軸安裝有結(jié)晶筒，沿周向環(huán)繞結(jié)晶筒同軸設(shè)有冷卻水套，在冷卻水套的底部設(shè)有進(jìn)水管，在冷卻水套的頂部設(shè)有出水管，所述冷卻水套的內(nèi)徑大于結(jié)晶筒的外徑，所述結(jié)晶筒自上而下由上結(jié)晶筒中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒組成，所述上結(jié)晶筒、中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒相連通；上結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒的高度均小于中結(jié)晶筒的高度，上結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒與冷卻水套之間的熱輻射面積均小于中結(jié)晶筒與冷卻水套之間的熱輻射面積。
優(yōu)選的，所述冷卻水套的底部位于下結(jié)晶筒的中上部。
優(yōu)選的，所述上結(jié)晶筒和中結(jié)晶筒之間、中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒之間均為可拆卸固定連接。
優(yōu)選的，所述冷卻水套自上而下由上冷卻水套、中冷卻水套和下冷卻水套組成，上冷卻水套的位置與上結(jié)晶筒的位置相對(duì)應(yīng)，中冷卻水套的位置與中結(jié)晶筒的位置相對(duì)應(yīng)，下冷卻水套的位置與下結(jié)晶筒的位置相對(duì)應(yīng)；且上冷卻水套的高度與上結(jié)晶筒的高度相對(duì)應(yīng)，中冷卻水套的高度與中結(jié)晶筒的高度相對(duì)應(yīng)，下冷卻水套的高度與下結(jié)晶筒的高度相對(duì)應(yīng)，在上冷卻水套、中冷卻水套和下冷卻水套上均設(shè)有進(jìn)水管和出水管。
優(yōu)選的，在上結(jié)晶筒和中結(jié)晶筒連接處、中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒連接處均設(shè)有隔熱墊圈。
本發(fā)明所具有的有益效果為：通過上結(jié)晶筒、中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒的設(shè)置，以及上結(jié)晶筒、中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒與冷卻水套之間不同熱輻射面積的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了上結(jié)晶筒、中結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒內(nèi)不同的結(jié)晶溫度從而將鐵、鎳、銅、鉀、納等各種金屬雜質(zhì)與鎂分別結(jié)晶出來，其中鐵、鎳、銅結(jié)晶在下結(jié)晶筒內(nèi)壁上，鎂結(jié)晶在中結(jié)晶筒內(nèi)壁上，鉀、納結(jié)晶在上結(jié)晶筒內(nèi)壁上；從而大大提高了鎂的純度，解決了原來二次提純會(huì)增加生產(chǎn)成本，同時(shí)也造成資環(huán)境污染的問題。
進(jìn)一步，將冷卻水套設(shè)置為上冷卻水套和下冷卻水套，從而可以單獨(dú)通過控制上冷卻水套和下冷卻水套內(nèi)冷卻水的溫度和流量分別更有針對(duì)性地控制上結(jié)晶筒和下結(jié)晶筒內(nèi)的溫度，進(jìn)一步提高了結(jié)晶鎂的純度。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例2中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1：
如圖1所示，本發(fā)明包括反應(yīng)罐1，在反應(yīng)罐1頂部同軸安裝有結(jié)晶筒，沿周向環(huán)繞結(jié)晶筒同軸設(shè)有冷卻水套4，在冷卻水套4的底部設(shè)有進(jìn)水管10，在冷卻水套4的頂部設(shè)有出水管9，所述冷卻水套的內(nèi)徑大于結(jié)晶筒的外徑，所述結(jié)晶筒自上而下由上結(jié)晶筒7、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3組成，所述上結(jié)晶筒7、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3相連通，上結(jié)晶筒7和中結(jié)晶筒5之間、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3之間均為可拆卸固定連接；上結(jié)晶筒7和下結(jié)晶筒3的高度均小于中結(jié)晶筒5的高度，上結(jié)晶筒7和下結(jié)晶筒3與冷卻水套之間的熱輻射面積均小于中結(jié)晶筒5與冷卻水套之間的熱輻射面積。
所述冷卻水套4的底部位于下結(jié)晶筒3的中上部，從而減小下結(jié)晶筒3與冷卻水套4之間的熱輻射面積，以增大下結(jié)晶筒3內(nèi)的結(jié)晶溫度。
本發(fā)明在使用時(shí)，反應(yīng)罐1內(nèi)球狀原料2還原產(chǎn)出的鎂蒸汽上升首先進(jìn)入下結(jié)晶筒3內(nèi)，由于下結(jié)晶筒3與冷卻水套4之間的熱輻射面積較小，下結(jié)晶筒3內(nèi)溫度較高從而在下結(jié)晶筒3內(nèi)首先結(jié)晶出結(jié)晶溫度比鎂高的鐵、鎳、銅金屬雜質(zhì)11；中結(jié)晶筒5與冷卻水套之間的熱輻射面積最大，在中結(jié)晶筒5內(nèi)的溫度為鎂結(jié)晶時(shí)的溫度，從而在中結(jié)晶筒5內(nèi)壁凝成結(jié)晶鎂6，上結(jié)晶筒7內(nèi)的溫度最低為鉀、納結(jié)晶時(shí)的溫度，從而在上結(jié)晶筒7內(nèi)壁凝成鉀、納8。結(jié)晶結(jié)束后，分別取下上結(jié)晶筒7、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3，并對(duì)對(duì)結(jié)晶出的鎂6，鐵、鎳、銅金屬雜質(zhì)11，鉀、納8分別處理，從而大大提高了鎂的純度。通過調(diào)整上結(jié)晶筒7、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3與冷卻水套4之間的熱輻射面積、冷卻水的溫度和流量，控制中結(jié)晶筒5內(nèi)的溫度在300℃~600℃范圍內(nèi)，下結(jié)晶筒3內(nèi)的溫度在600℃~1000℃范圍內(nèi)，以達(dá)到在上結(jié)晶筒5內(nèi)壁結(jié)晶出鎂，在下結(jié)晶筒3內(nèi)壁結(jié)晶出鐵、鎳、銅、金屬雜質(zhì)11，在上結(jié)晶筒7內(nèi)結(jié)晶出鉀、納8的目的。
進(jìn)一步，還可以在上結(jié)晶筒7和中結(jié)晶筒5連接處、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3連接處均設(shè)有隔熱墊圈以減少其之間的熱量傳遞。
實(shí)施例2:如圖2所示，與實(shí)施例1對(duì)比區(qū)別在于，所述冷卻水套自上而下由上冷卻水套12、中冷卻水套13和下冷卻水套14組成，上冷卻水套12的位置與上結(jié)晶筒7的位置相對(duì)應(yīng)，中冷卻水套13的位置與中結(jié)晶筒5的位置相對(duì)應(yīng)，下冷卻水套14的位置與下結(jié)晶筒3的位置相對(duì)應(yīng)；且上冷卻水套12的高度與上結(jié)晶筒7的高度相對(duì)應(yīng)，中冷卻水套13的高度與中結(jié)晶筒5的高度相對(duì)應(yīng)，下冷卻水套14的高度與下結(jié)晶筒3的高度相對(duì)應(yīng)，在上冷卻水套12、中冷卻水套13和下冷卻水套14上均設(shè)有進(jìn)水管和出水管。
這樣可以單獨(dú)通過控制上冷卻水套12、中冷卻水套13和下冷卻水套14內(nèi)冷卻水的溫度和流量分別更有針對(duì)性地控制上結(jié)晶筒7、中結(jié)晶筒5和下結(jié)晶筒3的溫度，進(jìn)一步提高了結(jié)晶鎂5的純度。
本實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。