一种铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116005007A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310018609.0C22B5/04(2006.01)(22)申请日2023.01.06(71)申请人濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司地址457100河南省濮阳市濮阳县西环路中段申请人东北大学(72)发明人王耀武冯润棠田晓利刘百宽李志勋陈贵军孙荣海(74)专利代理机构北京冠榆知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11666专利代理师孟培(51)Int.Cl.C22B26/22(2006.01)C01F7/162(2022.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法(57)摘要本发明公开一种铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，具体包括如下步骤：将菱镁石煅烧后磨碎得到氧化镁粉；将氧化镁粉、铝粉、氟化钠和无水氯化镁混合均匀得到混合物料；将混合物料压制成团块；将团块在真空条件下进行还原反应；还原区得到还原渣，结晶器收集得到结晶混合物；将还原渣置于氢氧化钠溶液中进行溶出反应，反应结束后过滤得到滤渣；将滤渣煅烧后即得到镁铝尖晶石；将结晶混合物置于精炼炉中精炼，得到镁液和精炼渣。本发明能够使镁铝尖晶石纯度获得较大提高，提高了低品位菱镁石铝热还原炼镁的经济性和可行性。CN116005007ACN116005007A权利要求书1/2页1.一种铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)、将菱镁石煅烧后磨碎，得到氧化镁粉；步骤(2)、将氧化镁粉、铝粉、氟化钠和无水氯化镁混合均匀，得到混合物料；步骤(3)、将混合物料在室温下压制成团块；步骤(4)、将团块置于真空还原罐中，在真空条件下进行还原反应；还原反应结束后在还原区得到还原渣，结晶器收集得到结晶混合物；步骤(5)、将还原渣置于氢氧化钠溶液中进行溶出反应，溶出反应结束后过滤，得到滤渣；步骤(6)、将滤渣进行煅烧，煅烧结束后即得到镁铝尖晶石；步骤(7)、将结晶混合物置于精炼炉中精炼，精炼结束后，得到镁液和精炼渣。2.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(1)中，菱镁石的煅烧温度为800～1100℃，煅烧时间为0.5～4h。3.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化镁粉、铝粉、氟化钠和无水氯化镁的质量之比为(2.0～5.0):1:(0.03～0.20):(0.03～0.20)。4.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化镁粉的粒径小于或等于0.15mm；步骤(2)中，混合物料的粒径均小于或等于0.15mm。5.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(3)中，压制压力为100～200MPa。6.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(4)中，真空条件下的绝对压力为0.01～30Pa；还原反应的温度为1100～1300℃，反应时间为9～16h。7.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(5)中，氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为1～10wt％；氢氧化钠溶液与还原渣的质量之比为(2～10):1；溶出反应的温度为10～80℃，溶出反应时间为0.5～2h。8.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，步骤(6)中，煅烧温度为1700～1800℃，煅烧时间为12～36h；步骤(7)中，精炼温度为700～750℃，精炼时间为0.5～2h。9.根据权利要求1所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，利用铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的生产系统实现；所述铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的生产系统包括氧化镁生产机构、混合机构、成型机构、还原机构、金属镁生成机构和镁铝尖晶石生成机构；所述氧化镁生产机构的氧化镁出料口与所述混合机构的氧化镁进料口连通；所述混合机构的出料口与所述成型机构的进料口连通；所述成型机构的出料口邻近所述还原机构的进料口；所述还原机构的结晶物出料口与所述金属镁生成机构的进料口连通；所述还原机构的还原渣出料口邻近所述镁铝尖晶石生成机构的进料口。10.根据权利要求9所述的铝热还原制备金属镁和镁铝尖晶石的方法，其特征在于，所述氧化镁生产机构包括破碎机(1)、第一煅烧炉(2)和粉磨机(3)；所述破碎机(1)的出料口通过第一传送带(11)与所述第一煅烧炉(2)的进料口连通；所述第一煅烧炉(2)的出料口通2CN116005007A权利要求书2/2页过第二传送带(12)与所述粉磨机(3)的进料口连通；所述混合机构包括