一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法
【專利摘要】本發(fā)明專利公開了一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，其煉鎂方法包括前序準備、感應爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段；本發(fā)明用粉磨分解加熱后的含鎂粉料，在鐵熔化為液體的熔池里，經(jīng)真空處理后，充入氬氣，噴人高溫碳粉和含鎂粉料，使其還原產(chǎn)生鎂蒸汽，鎂蒸汽通過收集冷凝后，變?yōu)殒V液體，形成粗鎂，然后經(jīng)精煉鑄成鎂錠，生產(chǎn)過程合理、緊促、設備配套、工藝完整、反應過程快、時間短、生產(chǎn)效率高、降低生產(chǎn)成本1/3以上。
【專利說明】
一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及金屬冶煉系統(tǒng)及其方法，具體涉及一種產(chǎn)率高，費用低，使環(huán)境污染少的熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂是地球中儲量極為豐富的金屬元素，約占地球總質(zhì)量的2.1%---2.7%，我國儲量是全球鎂資源儲量最大的國家。目前，已探明數(shù)百億噸。鎂及鎂合金具有比重小，強度高，減震性好，抗沖擊，切削性好，導熱性好，可回收再生利用，對環(huán)境污染少，具有優(yōu)良的環(huán)境優(yōu)勢和性能優(yōu)勢，使用范圍廣泛，是一種可循環(huán)利用的難得金屬。大力發(fā)展鎂產(chǎn)業(yè)在我國和全球具有明顯的資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。
[0003]鎂的生產(chǎn)方法目前主要有氯化鎂熔鹽電解法和熱還原法兩類。目前，全球鎂產(chǎn)量的85%都是由熱還原法中的金屬還原法，即“皮江法”生產(chǎn)的。熱還原法生產(chǎn)以金屬還原法中的“皮江法”為例，目前生產(chǎn)存在諸多不足。①導熱半徑大，熱損失大，環(huán)境污染嚴重，還原時間長12—14小時;②全部人工操作，現(xiàn)場工人勞動強度大，效率低;③生產(chǎn)成本高，主要存在能耗高，還原罐成本高，收得率低，經(jīng)濟效益不理想;④不能形成規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)，不符合現(xiàn)代大工業(yè)發(fā)展的要求。
[0004]有些國家利用自身資源條件，采用氯化鎂熔鹽電解法生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生氯氣，對人員和環(huán)境造成傷害和污染，目前這種生產(chǎn)方法很少使用。
[0005]目前，我國金屬鎂生產(chǎn)已占全球份額的85%，大部采用熱還原法生產(chǎn)，ΒΓ皮江法”生產(chǎn)。
[0006]目前現(xiàn)有技術(shù)的“皮江法”生產(chǎn)工藝主要是以煅燒白云石為原料、硅鐵為還原劑、螢石為催化劑，進行計量配料。粉磨后壓制成球，稱為球團。將球團裝入還原罐中，加熱到1200°C，內(nèi)部抽真空至13.3Pa或更高，則產(chǎn)生鎂蒸氣。鎂蒸氣在還原罐前端的冷凝器中形成結(jié)晶鎂，亦稱粗鎂。再經(jīng)熔劑精煉，產(chǎn)出商品鎂錠，即精鎂。皮江法煉鎂生產(chǎn)工序皮江法煉鎂生產(chǎn)工序(I)白云石煅燒:將白云石在回轉(zhuǎn)窖或豎窖中加熱至1100?1200°C，燒成煅白(Mg0.CaOhU)配料制球:將煅白、硅鐵粉和螢石粉計量配料、粉磨，然后壓制成球。(3)還原:將料球在還原罐中加熱至1200+10°C，在13.3Pa或更高真空條件下，保持8?10小時，氧化鎂還原成鎂蒸氣，冷凝后成為粗鎂。(4)精煉鑄錠:將粗鎂加熱熔化，在約710°C高溫下，用溶劑精煉后，鑄成鎂錠，亦稱精鎂。(5)酸洗:將鎂錠用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夾雜，使表面美觀。(6)造氣車間:將原煤轉(zhuǎn)換成煤氣，作為燃料使用。直接使用原煤的鎂廠沒有造氣車間。
[0007]目前現(xiàn)有技術(shù)中中國專利申請?zhí)枮?5100495.6，名為電爐熱裝料硅熱還原真空煉鎂新工藝，繼承了 “皮江法”鎂以硅鐵為還原劑，在熱狀態(tài)下，可以還原出鎂這一 “皮江法”的核心理論。通過還原反應，即在增溫條件下產(chǎn)生鎂蒸汽，然后通過冷凝器變?yōu)殒V液體，但專利期已失效，沒有生產(chǎn)例記，且不能連續(xù)化生產(chǎn)。中國專利(201010255111.9)，單漫漬管硅浴真空環(huán)流煉鎂裝置及其方法，中國專利(201010255097.2)雙漫漬管硅浴真空環(huán)流煉鎂裝置及其方法，和專利(201080000976.9)—種真空環(huán)流熔態(tài)硅熱法煉鎂的方法及其設備。針對目前煉鎂技術(shù)落后和生產(chǎn)缺陷，提出了熔態(tài)硅熱法還原煉鎂的觀點，但由于單、雙浸漬管的環(huán)流機理制約對硅熱浴容積要求極高，加熱難度較大，出渣造成不能連續(xù)化生產(chǎn)，對現(xiàn)場要求苛刻，投資和生產(chǎn)規(guī)模極大，并且在暴露大氣的環(huán)境中，金屬鎂收得率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種使其更具備連續(xù)化生產(chǎn)的直接條件，可以充分使金屬鎂原料從分解加熱得到充分利用，從而使得產(chǎn)率高，費用低，使環(huán)境污染少的熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)及其方法。
[0009]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0010]一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的真空反應系統(tǒng)上設置有收渣系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設置有排塵集氣系統(tǒng);其中:
[0011]所述粉磨系統(tǒng)包括依次連接的破碎機、貯存庫、第一提升機、磨頭穩(wěn)料倉、立磨機、分離器、第一除塵器、第二提升機、第一貯料庫，分離器連接在立磨機的上部，并與第一除塵器、第一排風機依次串接同時與產(chǎn)品出口貫穿，立磨機的底部連接有第一引風機；
[0012]所述預熱分解系統(tǒng)包括通過圓管計量鉸刀與粉磨系統(tǒng)中第一貯料庫連接的斗式提升機，還包括與斗式提升機依次連接的入料螺旋輸送機和四級預熱分解塔，旋風除塵器與四級預熱分解塔并聯(lián)在入料螺旋輸送機上，所述旋風除塵器上部連接有鼓風機，下端連接有第二排風機，鼓風機上設置有排風煙囪，旋風除塵器的出料口處設置有回料鉸刀；
[0013]所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預熱分解塔呈上下連貫的回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯的尾部燃燒室設置燃氣噴射槍并與送風機聯(lián)裝，燃氣噴射槍所用燃氣由遠端燃氣貯罐提供，回轉(zhuǎn)窯的窯尾端設置有輸送料的輸送機，輸送機一端連接到第三提升機，另一端裝置有前置冷風機，第三提升機連接到第二貯料庫上；
[0014]所述二次加熱系統(tǒng)包括通過“Z”形埋刮板輸送機與第二貯料庫連接的加熱罐，與加熱罐連接的熱風爐，第二貯料庫和加熱罐均通過管道連接到第二除塵器上，加熱罐尾部通過加料閥和輸料管連接到真空反應系統(tǒng)上；
[0015]所述真空反應系統(tǒng)包括通過碳粉噴吹槍、鎂粉噴吹槍分別與外部碳粉貯料庫和二次加熱系統(tǒng)中加熱罐連接的真空感應爐、置于真空感應爐內(nèi)的鐵液包、真空爐上蓋，該真空感應爐由外到內(nèi)依次為保溫層、感應線圈、鐵液包、真空反應室，鐵液包內(nèi)盛裝鐵液，真空爐上蓋設置在升降裝置上，且該真空爐上蓋上設置有加料口和檢測口，所述碳粉噴吹槍和鎂粉噴吹槍從加料口深入到鐵液包中，該碳粉噴吹槍和鎂粉噴吹槍與外設吹氬閥連通，并同輸料管和加料閥交臂貫穿，在吹氬閥和碳粉噴吹槍間、吹氬閥和鎂粉噴吹槍間分別安裝有止回閥；
[0016]所述收渣系統(tǒng)包括通過封閉型的溢渣口與真空反應系統(tǒng)中鐵液包連接的收渣裝置、與收渣裝置通過另一個溢渣口連接的廢渣接送裝置，收渣裝置和真空感應爐的下部均設置有平移裝置；
[0017]所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸氣輸送筒與真空反應系統(tǒng)中真空感應爐連接的除塵裝置，依次與除塵裝置連接的一級冷卻裝置、鎂蒸氣承載裝置、鎂蒸氣冷凝捕集裝置、金屬鎂液體罐，所述鎂蒸氣冷凝捕集裝置上部連接有排塵集氣系統(tǒng)的氣體分離凈化器，該氣體分離凈化器頂部分別連接有氣體分選裝置和真空抽氣裝置，氣體分選裝置通過氬氣輸出閥和進氣閥連接到多個并聯(lián)的氬氣貯氣罐，氣體分選裝置通過二氧化碳回收裝置連接的二氧化碳收集貯罐。
[0018]作為優(yōu)選地，所述的粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫的出料口設置有調(diào)節(jié)閘板，磨頭穩(wěn)料倉的出料口通過電子皮帶秤連接到立磨機上。
[0019]作為優(yōu)選地，所述第二貯料庫出料口設置有庫底調(diào)控閥門，加熱罐出料口處設置有加料閥，加熱罐上連接有第二引風機，第二除塵器上連接有第三排風機。
[0020]作為優(yōu)選地，所述氬氣貯氣罐的入口設置有進氣閥，出口設置有氬氣輸出閥，金屬鎂液體罐上設置有鎂液排放口，氣體分離凈化器底部設置有自動鎖氣排塵閥。
[0021]本發(fā)明同時公開了一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂方法，其特征在于包括前序準備、感應爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段；
[0022]所述前序準備階段包括:
[0023]步驟一、準備反應物一含鎂礦粉:
[0024]1、粉磨:首先將鎂質(zhì)礦石(白云石)經(jīng)粉磨系統(tǒng)中的破碎機破碎，然后經(jīng)立磨機粉磨，保證檢驗細度0.05—0.3mm,放入第一貯料庫，2、預熱分解:將第一貯料庫中的粉磨料經(jīng)斗式提升機提升輸送入四級分解預熱塔中進行預熱分解，3、煅燒:將四級分解預熱塔中的預熱分解料溜進回轉(zhuǎn)窯煅燒，使碳酸鈣溢出，形成含氧化鎂40%?46%的鍛白粉(主要成分為Mgo、Cao)，并將鍛白粉經(jīng)第三提升機輸送至第三貯料庫中貯存，4、加熱:將第三貯料庫中的鍛白粉經(jīng)“Z”型埋刮板輸送機輸送至加熱罐中，予以再加熱至900°C±150°C，暫存待用；
[0025]步驟二、準備碳粉:將先將含碳80 % —82 %的碳粉磨成0.05—0.3mm的粉劑，放入碳粉貯料庫，加熱后備用；
[0026]步驟三、準備反應溶劑-預熔鐵液:在配備的真空感應爐中，根據(jù)容量及比例計量加入生鐵，使其熔化成鐵液，在1200 0C—1650 °C左右保溫待用；
[0027]所述感應爐真空煉鎂階段包括:
[0028]步驟四、真空感應爐抽真空:分別啟動真空感應爐和收渣裝置的底座平移裝置，使其對接就位，再啟用真空爐上蓋的升降裝置，蓋上真空爐上蓋，使其真空反應室與真空爐上蓋完全密封牢固，然后利用抽真空裝置將其抽成真空，真空壓力值為100-12000Pa;
[0029]步驟五、氬氣填充:打開吹氬閥，向步驟四抽真空后的真空反應室內(nèi)回填氬氣，同時開啟真空感應爐加熱系統(tǒng)，通過檢測口瞭望和高溫攝像，使鐵液沸騰且溫度保持在1200-1650°C，并氬氣全部充盈；
[0030]步驟六、添加反應物:將碳粉噴吹槍、鎂粉噴吹槍從真空爐上蓋頂部插入鐵液中，并混合氬氣向鐵液中適量噴吹加熱后的碳粉和鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用和電磁攪拌的機理，使鎂礦粉與鐵液得以充分攪拌混合，且在真空狀態(tài)和控制范圍的高溫下發(fā)生置換還原反應，產(chǎn)生鎂蒸汽；
[0031]步驟七、冷卻收集:步驟六產(chǎn)生的鎂蒸氣沿真空方向依次經(jīng)鎂蒸氣輸送筒輸送、除塵器除塵、一級冷卻裝置冷卻后流入鎂蒸氣承載裝置，進而流入溫控在600 土 50 V的鎂蒸氣冷凝捕集裝置中，該鎂蒸氣冷凝捕集裝置中得到的鎂液(或滴)流(滴)入金屬鎂液體罐中，待進行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣以及產(chǎn)生的二氧化碳氣體經(jīng)氣體分離凈化器由氣體分選裝置處理后分別流向氬氣貯氣罐和二氧化碳收集貯罐；
[0032]步驟八、清渣:還原反應結(jié)束后，將收集有渣液的收渣裝置中的渣液導入廢渣接送移動裝置中并倒掉，再將收渣裝置和廢渣接送移動裝置復位；
[0033]步驟九、按照步驟三?步驟八的步驟進行下一輪操作，依次輪番作業(yè)；
[0034]所述結(jié)束開停機階段包括:
[0035]步驟十、真空反應室的反應結(jié)束后，依次關(guān)閉并提升鎂粉噴吹槍及碳粉噴吹槍;再依次關(guān)閉吹氬閥、感應爐加熱裝置、真空抽氣裝置和除塵裝置、氣體分離凈化器、二氧化碳回收裝置和氬氣輸出閥，并使收集的氣體不產(chǎn)生二次回流；
[0036]步驟十一、當從檢測儀器上看到真空反應室壓強與大氣平衡后，分別啟動升降裝置和平移裝置，使其真空反應室與真空爐上蓋分離。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法中的反應物主要為碳熱還原，還包括密閉的碳粉噴吹輸送裝置、噴射槍，從真空反應室頂部伸入到鐵液包，并和含鎂鍛白粉或氧化鎂粉噴射裝置相連，同步按比例進行噴射。其系統(tǒng)中設置一組并接在感應爐側(cè)端、封閉的收渣裝置，且在鐵液包和真空感應爐靠上端設有與真空室連通的封閉型溢渣口，該裝置和感應爐真空環(huán)境相連，收渣裝置下部有一個接渣輸送轉(zhuǎn)移裝置，將廢渣隨時運走，可保持連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。同時，作為改進，對二氧化碳排放物進行了有效的收集，二氧化碳回收冷卻和氣體分離凈化器相連，并設有一套單獨處理裝置，結(jié)構(gòu)簡單可靠。
[0038]從以上描述可以看出，本發(fā)明具備以下優(yōu)點:
[0039]用粉磨分解加熱后的含鎂粉料，在鐵熔化為液體的熔池里，經(jīng)真空處理后，充入氬氣，噴人高溫碳粉和含鎂粉料，使其還原產(chǎn)生鎂蒸汽，鎂蒸汽通過收集冷凝后，變?yōu)殒V液體，形成粗鎂，然后經(jīng)精煉鑄成鎂錠，生產(chǎn)過程合理、緊促、設備配套、工藝完整、反應過程快、時間短、生產(chǎn)效率高、降低生產(chǎn)成本1/3以上。
【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]附圖1為本發(fā)明的鎂質(zhì)礦石原料生產(chǎn)制備裝置的示意圖；
[0042]附圖2是附圖1的局部不意圖；
[0043]附圖3是附圖1的局部不意圖；
[0044]附圖4是附圖1的局部不意圖；
[0045]附圖5為是本發(fā)明的熔態(tài)碳熱法真空感應爐煉鎂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]附圖6是附圖5的局部不意圖；
[0047]附圖7是附圖5的局部不意圖；
[0048]圖中附圖標記為:
[0049]101破碎機、102貯存庫、103調(diào)節(jié)閘板、104第一提升機、105磨頭穩(wěn)料倉、106電子皮帶秤、107立磨機、108分離器、109第一除塵器、110第一排風機、111第一引風機、112產(chǎn)品出口、113第三提升機、114第一貯料庫、115圓管計量鉸刀、116斗式提升機、117入料螺旋輸送機、118四級分解預熱塔、119第二排風機、120旋風除塵器、121回料鉸刀、122回轉(zhuǎn)窯、123燃氣噴射槍、124送風機、125輸送機、126前置冷風機、127鼓風機、128排風煙囪、129遠端燃氣貯罐、130第三提升機、131第二貯料庫、132庫底調(diào)控閥門、133 “Z”型埋刮板輸送機、134加熱罐、135熱風爐、136第二引風機、137第二除塵器、138第三排風機、139加料閥、140輸料管、301真空感應爐、302保溫層、303真空反應室、304鐵液包、305鐵液、306碳粉噴吹槍、307鎂粉噴吹槍、308吹氬閥、309加料口、310真空爐上蓋、311檢測口、312升降裝置、313平移裝置、314溢渣口、315收渣裝置、316廢渣接送移動裝置、317感應線圈、318止回閥、401鎂蒸汽輸送筒、402—級冷卻裝置、403除塵裝置、404鎂蒸汽承載裝置、405鎂蒸汽冷凝捕集裝置、406金屬鎂液體罐407鎂液排放口、408氣體分離凈化器、409氣體分選裝置、410真空抽氣裝置、411氬氣貯氣罐、412進氣閥、413氬氣輸出閥、414自動鎖氣排塵閥、415 二氧化碳回收裝置、416二氧化碳收集貯罐。
【具體實施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0051]如附圖1和2所示，本實施例公開了一種真熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的真空反應系統(tǒng)上設置有收渣系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設置有排塵集氣系統(tǒng)；其中:
[0052]所述粉磨系統(tǒng)包括依次連接的破碎機101、貯存庫102、第一提升機104、磨頭穩(wěn)料倉105、立磨機107、分離器108、第一除塵器109、第二提升機113、第一貯料庫114，分離器108連接在立磨機107的上部，并與第一除塵器109、第一排風機110依次串接同時與產(chǎn)品出口112貫穿，立磨機107的底部連接有第一引風機111;所述預熱分解系統(tǒng)包括通過圓管計量鉸刀115與粉磨系統(tǒng)中第一貯料庫114連接的斗式提升機116，還包括與斗式提升機116依次連接的入料螺旋輸送機117和四級預熱分解塔118，旋風除塵器120與四級預熱分解塔118并聯(lián)在入料螺旋輸送機117上，所述旋風除塵器120上部連接有鼓風機127，下端連接有第二排風機119，鼓風機127上設置有排風煙囪128，旋風除塵器120的出料口處設置有回料鉸刀121;
[0053]所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預熱分解塔118呈上下連貫的回轉(zhuǎn)窯122，該回轉(zhuǎn)窯122的尾部燃燒室設置燃氣噴射槍123并與送風機124聯(lián)裝，燃氣噴射槍123所用燃氣由遠端燃氣貯罐129提供，回轉(zhuǎn)窯122的窯尾端設置有輸送料的輸送機125，輸送機125—端連接到第三提升機130，另一端裝置有前置冷風機126，第三提升機130連接到第二貯料庫131上;所述二次加熱系統(tǒng)包括通過“Z”形埋刮板輸送機133與第二貯料庫131連接的加熱罐134，與加熱罐134連接的熱風爐135，第二貯料庫131和加熱罐134均通過管道連接到第二除塵器137上，加熱罐134尾部通過加料閥139和輸料管140連接到真空反應系統(tǒng)上；
[0054]所述真空反應系統(tǒng)包括通過碳粉噴吹槍306、鎂粉噴吹槍307分別與外部碳粉貯料庫和二次加熱系統(tǒng)中加熱罐134連接的真空感應爐301、置于真空感應爐301內(nèi)的鐵液包304、真空爐上蓋310，該真空感應爐301由外到內(nèi)依次為保溫層302、感應線圈317、鐵液包304、真空反應室303，鐵液包304內(nèi)盛裝鐵液305，真空爐上蓋310設置在升降裝置312上，且該真空爐上蓋310上設置有加料口 309和檢測口 311，所述碳粉噴吹槍306和鎂粉噴吹槍307從加料口 309深入到鐵液包304中，該碳粉噴吹槍306和鎂粉噴吹槍307與外設吹氬閥308連通，并同輸料管140和加料閥139交臂貫穿，在吹氬閥308和碳粉噴吹槍306間、吹氬閥308和鎂粉噴吹槍307間分別安裝有止回閥318;所述收渣系統(tǒng)包括通過封閉型的溢渣口 314與真空反應系統(tǒng)中鐵液包304連接的收渣裝置315、與收渣裝置315通過另一個溢渣口 314連接的廢渣接送裝置316，收渣裝置315和真空感應爐301的下部均設置有平移裝置313;
[0055]所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸氣輸送筒401與真空反應系統(tǒng)中真空感應爐301連接的除塵裝置403，依次與除塵裝置403連接的一級冷卻裝置402、鎂蒸氣承載裝置404、鎂蒸氣冷凝捕集裝置405、金屬鎂液體罐406，所述鎂蒸氣冷凝捕集裝置405上部連接有排塵集氣系統(tǒng)的氣體分離凈化器408，該氣體分離凈化器408頂部分別連接有氣體分選裝置409和真空抽氣裝置410，氣體分選裝置409通過氬氣輸出閥413和進氣閥412連接到多個并聯(lián)的氬氣貯氣罐411，氣體分選裝置409通過二氧化碳回收裝置415連接的二氧化碳收集貯罐416。
[0056]其中，所述的粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫102的出料口設置有調(diào)節(jié)閘板103，磨頭穩(wěn)料倉105的出料口通過電子皮帶秤106連接到立磨機107上。所述第二貯料庫131出料口設置有庫底調(diào)控閥門132，加熱罐134出料口處設置有加料閥139，加熱罐134上連接有第二引風機136，第二除塵器137上連接有第三排風機138。所述氬氣貯氣罐411的入口設置有進氣閥，出口設置有氬氣輸出閥，金屬鎂液體罐406上設置有鎂液排放口 407，氣體分離凈化器408底部設置有自動鎖氣排塵閥414。
[0057]本實施例同時公開了一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂方法，其特征在于包括前序準備、感應爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段；
[0058]所述前序準備階段包括:
[0059]步驟一、準備反應物一含鎂礦粉:
[0060]1、粉磨:首先將鎂質(zhì)礦石(白云石)經(jīng)粉磨系統(tǒng)中的破碎機101破碎，然后經(jīng)立磨機107粉磨，保證檢驗細度0.05—0.3mm，放入第一貯料庫114，2、預熱分解:將第一貯料庫114中的粉磨料經(jīng)斗式提升機116提升輸送入四級分解預熱塔118中進行預熱分解，3、煅燒:將四級分解預熱塔118中的預熱分解料溜進回轉(zhuǎn)窯122煅燒，使碳酸鈣溢出，形成含氧化鎂40 %?46 %的鍛白粉(主要成分為Mgo、Cao)，并將鍛白粉經(jīng)第三提升機130輸送至第三貯料庫131中貯存，4、加熱:將第三貯料庫131中的鍛白粉經(jīng)“Z”型埋刮板輸送機133輸送至加熱罐134中，予以再加熱至900°C±150°C，暫存待用；
[0061 ] 步驟二、準備碳粉:將先將含碳80 % —82 %的碳粉磨成0.05—0.3mm的粉劑，放入碳粉貯料庫，加熱后備用；
[0062]步驟三、準備反應溶劑-預熔鐵液:在配備的真空感應爐301中，根據(jù)容量及比例計量加入生鐵，使其熔化成鐵液，在1200 0C—1650 °C左右保溫待用；
[0063]所述感應爐真空煉鎂階段包括:
[0064]步驟四、真空感應爐301抽真空:分別啟動真空感應爐301和收渣裝置315的底座平移裝置313，使其對接就位，再啟用真空爐上蓋的升降裝置312，蓋上真空爐上蓋310，使其真空反應室303與真空爐上蓋310完全密封牢固，然后利用抽真空裝置將其抽成真空，真空壓力值為 100-12000Pa;
[0065]步驟五、氬氣填充:打開吹氬閥308，向步驟四抽真空后的真空反應室303內(nèi)回填氬氣，同時開啟真空感應爐301加熱系統(tǒng)，通過檢測口311瞭望和高溫攝像，使鐵液沸騰且溫度保持在1200-1650°C，并氬氣全部充盈；
[0066]步驟六、添加反應物:將碳粉噴吹槍306、鎂粉噴吹槍307從真空爐上蓋310頂部插入鐵液305中，并混合氬氣向鐵液305中適量噴吹加熱后的碳粉和鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用和電磁攪拌的機理，使鎂礦粉與鐵液得以充分攪拌混合，且在真空狀態(tài)和控制范圍的高溫下發(fā)生置換還原反應，產(chǎn)生鎂蒸汽；
[0067]步驟七、冷卻收集:步驟六產(chǎn)生的鎂蒸氣沿真空方向依次經(jīng)鎂蒸氣輸送筒401輸送、除塵器403除塵、一級冷卻裝置402冷卻后流入鎂蒸氣承載裝置404，進而流入溫控在600±500C的鎂蒸氣冷凝捕集裝置405中，該鎂蒸氣冷凝捕集裝置405中得到的鎂液(或滴)流(滴)入金屬鎂液體罐406中，待進行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣以及產(chǎn)生的二氧化碳氣體經(jīng)氣體分離凈化器408由氣體分選裝置409處理后分別流向氬氣貯氣罐411和二氧化碳收集貯罐416;
[0068]步驟八、清渣:還原反應結(jié)束后，將收集有渣液的收渣裝置315中的渣液導入廢渣接送移動裝置316中并倒掉，再將收渣裝置315和廢渣接送移動裝置316復位；
[0069]步驟九、按照步驟三?步驟八的步驟進行下一輪操作，依次輪番作業(yè)；
[0070]所述結(jié)束開停機階段包括:
[0071]步驟十、真空反應室的反應結(jié)束后，依次關(guān)閉并提升鎂粉噴吹槍307及碳粉噴吹槍306;再依次關(guān)閉吹氬閥、感應爐加熱裝置、真空抽氣裝置410和除塵裝置403、氣體分離凈化器408、二氧化碳回收裝置415和氬氣輸出閥413，并使收集的氣體不產(chǎn)生二次回流；
[0072]步驟十一、當從檢測儀器上看到真空反應室303壓強與大氣平衡后，分別啟動升降裝置312和平移裝置313，使其真空反應室303與真空爐上蓋310分離。
[0073]如此循環(huán)，可形成連續(xù)生產(chǎn)，熱能得到充分利用，生產(chǎn)成本得到大幅度降低。其上步驟中的開停機程序，一般為先開動的要后停止;反之，后停止的設備則需先啟動。
[0074]可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的真空反應系統(tǒng)上設置有收渣系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設置有排塵集氣系統(tǒng);其中: 所述粉磨系統(tǒng)包括依次連接的破碎機(101 )、貯存庫(102)、第一提升機(104)、磨頭穩(wěn)料倉(105)、立磨機(107)、分離器(108)、第一除塵器(109)、第二提升機(113)、第一貯料庫(114)，分離器(108)連接在立磨機(107)的上部，并與第一除塵器(109)、第一排風機(110)依次串接同時與產(chǎn)品出口( 112)貫穿，立磨機(107)的底部連接有第一弓I風機(111); 所述預熱分解系統(tǒng)包括通過圓管計量鉸刀(115)與粉磨系統(tǒng)中第一貯料庫(114)連接的斗式提升機(116)，還包括與斗式提升機(116)依次連接的入料螺旋輸送機(117)和四級預熱分解塔(118)，旋風除塵器(120)與四級預熱分解塔(118)并聯(lián)在入料螺旋輸送機(117)上，所述旋風除塵器(120)上部連接有鼓風機(127)，下端連接有第二排風機(119)，鼓風機(127)上設置有排風煙囪(128)，旋風除塵器(120)的出料口處設置有回料鉸刀(121); 所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預熱分解塔(118)呈上下連貫的回轉(zhuǎn)窯(122)，該回轉(zhuǎn)窯(122)的尾部燃燒室設置燃氣噴射槍(123)并與送風機(124)聯(lián)裝，燃氣噴射槍(123)所用燃氣由遠端燃氣貯罐(129)提供，回轉(zhuǎn)窯(122)的窯尾端設置有輸送料的輸送機(125)，輸送機(125) —端連接到第三提升機(I30)，另一端裝置有前置冷風機(I26)，第三提升機(I30)連接到第二貯料庫(131)上； 所述二次加熱系統(tǒng)包括通過“Z”形埋刮板輸送機(133)與第二貯料庫(131)連接的加熱罐(134)，與加熱罐(134)連接的熱風爐(135)，第二貯料庫(131)和加熱罐(134)均通過管道連接到第二除塵器(137)上，加熱罐(134)尾部通過加料閥(139)和輸料管(140)連接到真空反應系統(tǒng)上； 所述真空反應系統(tǒng)包括通過碳粉噴吹槍(306)、鎂粉噴吹槍(307)分別與外部碳粉貯料庫和二次加熱系統(tǒng)中加熱罐(134)連接的真空感應爐(301)、置于真空感應爐(301)內(nèi)的鐵液包(304)、真空爐上蓋(310)，該真空感應爐(301)由外到內(nèi)依次為保溫層(302)、感應線圈(317)、鐵液包(304)、真空反應室(303)，鐵液包(304)內(nèi)盛裝鐵液(305)，真空爐上蓋(310)設置在升降裝置(312)上，且該真空爐上蓋(310)上設置有加料口(309)和檢測口(311)，所述碳粉噴吹槍(306)和鎂粉噴吹槍(307)從加料口(309)深入到鐵液包(304)中，該碳粉噴吹槍(306)和鎂粉噴吹槍(307)與外設吹氬閥(308)連通，并同輸料管(140)和加料閥(139)交臂貫穿，在吹氬閥(308)和碳粉噴吹槍(306)間、吹氬閥(308)和鎂粉噴吹槍(307)間分別安裝有止回閥(318); 所述收渣系統(tǒng)包括通過封閉型的溢渣口(314)與真空反應系統(tǒng)中鐵液包(304)連接的收渣裝置(315)、與收渣裝置(315)通過另一個溢渣口(314)連接的廢渣接送裝置(316)，收渣裝置(315)和真空感應爐(301)的下部均設置有平移裝置(313); 所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸氣輸送筒(401)與真空反應系統(tǒng)中真空感應爐(301)連接的除塵裝置(403)，依次與除塵裝置(403)連接的一級冷卻裝置(402)、鎂蒸氣承載裝置(404)、鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)、金屬鎂液體罐(406)，所述鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)上部連接有排塵集氣系統(tǒng)的氣體分離凈化器(408)，該氣體分離凈化器(408)頂部分別連接有氣體分選裝置(409)和真空抽氣裝置(410)，氣體分選裝置(409)通過氬氣輸出閥(413)和進氣閥(412)連接到多個并聯(lián)的氬氣貯氣罐(411)，氣體分選裝置(409)通過二氧化碳回收裝置(415)連接的二氧化碳收集貯罐(416)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:所述的粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫(102)的出料口設置有調(diào)節(jié)閘板(103)，磨頭穩(wěn)料倉(105)的出料口通過電子皮帶秤(106)連接到立磨機(107)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:所述第二貯料庫(131)出料口設置有庫底調(diào)控閥門(132)，加熱罐(134)出料口處設置有加料閥(139)，加熱罐(134)上連接有第二引風機(136)，第二除塵器(137)上連接有第三排風機(138)04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:所述氬氣貯氣罐(411)的入口設置有進氣閥，出口設置有氬氣輸出閥，金屬鎂液體罐(406)上設置有鎂液排放口(407)，氣體分離凈化器(408)底部設置有自動鎖氣排塵閥(414)。5.—種熔態(tài)碳熱法感應爐真空煉鎂方法，其特征在于包括前序準備、感應爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段； 所述前序準備階段包括: 步驟一、準備反應物一含儀礦粉: A、粉磨:首先將鎂質(zhì)礦石(白云石)經(jīng)粉磨系統(tǒng)中的破碎機(101)破碎，然后經(jīng)立磨機(107)粉磨，保證檢驗細度0.05—0.3mm，放入第一貯料庫(114)，B、預熱分解:將第一貯料庫(114)中的粉磨料經(jīng)斗式提升機(116)提升輸送入四級分解預熱塔(118)中進行預熱分解，C、煅燒:將四級分解預熱塔(118)中的預熱分解料溜進回轉(zhuǎn)窯(122)煅燒，使碳酸鈣溢出，形成含氧化鎂40 %?46 %的鍛白粉(主要成分為Mgo、Cao)，并將鍛白粉經(jīng)第三提升機(130)輸送至第三貯料庫(131)中貯存，D、加熱:將第三貯料庫(131)中的鍛白粉經(jīng)“Z”型埋刮板輸送機(133)輸送至加熱罐(134)中，予以再加熱至900°C±150°C，暫存待用； 步驟二、準備碳粉:將先將含碳80 % —82 %的碳粉磨成0.05-0.3mm的粉劑，放入碳粉貯料庫，加熱后備用； 步驟三、準備反應溶劑-預熔鐵液:在配備的真空感應爐(301)中，根據(jù)容量及比例計量加入生鐵，使其熔化成鐵液，在1200 0C—1650 °C左右保溫待用； 所述感應爐真空煉鎂階段包括: 步驟四、真空感應爐(301)抽真空:分別啟動真空感應爐(301)和收渣裝置(315)的底座平移裝置(313)，使其對接就位，再啟用真空爐上蓋的升降裝置(312)，蓋上真空爐上蓋(310)，使其真空反應室(303)與真空爐上蓋(310)完全密封牢固，然后利用抽真空裝置將其抽成真空，真空壓力值為100-12000Pa; 步驟五、氬氣填充:打開吹氬閥(308)，向步驟四抽真空后的真空反應室(303)內(nèi)回填氬氣，同時開啟真空感應爐(301)加熱系統(tǒng)，通過檢測口(311)瞭望和高溫攝像，使鐵液沸騰且溫度保持在1200-1650°C，并氬氣全部充盈； 步驟六、添加反應物:將碳粉噴吹槍(306)、鎂粉噴吹槍(307)從真空爐上蓋(310)頂部插入鐵液(305)中，并混合氬氣向鐵液(305)中適量噴吹加熱后的碳粉和鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用和電磁攪拌的機理，使鎂礦粉與鐵液得以充分攪拌混合，且在真空狀態(tài)和控制范圍的高溫下發(fā)生置換還原反應，產(chǎn)生鎂蒸汽； 步驟七、冷卻收集:步驟六產(chǎn)生的鎂蒸氣沿真空方向依次經(jīng)鎂蒸氣輸送筒(401)輸送、除塵器(403)除塵、一級冷卻裝置(402)冷卻后流入鎂蒸氣承載裝置(404)，進而流入溫控在600±50°C的鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)中，該鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)中得到的鎂液(或滴)流(滴)入金屬鎂液體罐(406)中，待進行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣以及產(chǎn)生的二氧化碳氣體經(jīng)氣體分離凈化器(408)由氣體分選裝置(409)處理后分別流向氬氣貯氣罐(411)和二氧化碳收集貯罐(416); 步驟八、清渣:還原反應結(jié)束后，將收集有渣液的收渣裝置(315)中的渣液導入廢渣接送移動裝置(316)中并倒掉，再將收渣裝置(315)和廢渣接送移動裝置(316)復位； 步驟九、按照步驟三?步驟八的步驟進行下一輪操作，依次輪番作業(yè)； 所述結(jié)束開停機階段包括: 步驟十、真空反應室的反應結(jié)束后，依次關(guān)閉并提升鎂粉噴吹槍(307)及碳粉噴吹槍(306);再依次關(guān)閉吹氬閥、感應爐加熱裝置、真空抽氣裝置(410)和除塵裝置(403)、氣體分離凈化器(408)、二氧化碳回收裝置(415)和氬氣輸出閥(413)，并使收集的氣體不產(chǎn)生二次回流； 步驟十一、當從檢測儀器上看到真空反應室(303)壓強與大氣平衡后，分別啟動升降裝置(312)和平移裝置(313)，使其真空反應室(303)與真空爐上蓋(310)分離。
【文檔編號】C22B26/22GK106011500SQ201610495930
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】狄保法, 樊道卿, 狄凌飛
【申請人】狄保法