一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103374665A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103374665103374665A(43)申请公布日2013.10.30(21)申请号201210129917.2(22)申请日2012.04.27(71)申请人昊青薪材（北京）技术有限公司地址100083北京市海淀区学院路7号弘彧大厦5层507室(72)发明人姚文贵马鸿文姜晓谦(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人程凤儒(51)Int.Cl.C22B26/22(2006.01)C22B5/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺(57)摘要本发明涉及一种制备金属镁的方法，是以氧化镁为原料，铝粉作为还原剂，经过真空热还原制备金属镁。首先将氧化镁粉和铝粉按摩尔比按2∶(0.8～1.2)称料混合，在20～35兆帕的压力下制团，放入还原炉，在温度为1050～1150℃和真空度1～13.3兆帕的条件下进行还原，还原时间3～6小时。与皮江法相比，本项技术还原反应的物料总量减少50％以上，能耗降低约54％，CO2尾气排放减少60％以上；副产物尖晶石粉体可作产品出售，没有废渣产生，整个过程符合高效节能的要求。CN103374665ACN1037465ACN103374665A权利要求书1/1页1.一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺，其特征在于，采用氧化镁粉体为原料，铝粉作为还原剂，其制备工序包括：原料混合制团工序和真空冶炼工序；其中，在所述的原料混合制团工序中，将氧化镁粉体和铝粉按摩尔比按2：(1.0～1.2)称料混合均匀，在压强为20～40兆帕的条件下压制成团块；在所述的真空冶炼工序中，将压制好的团块放入还原炉中，抽真空至1～13.3Pa，在1050～1150℃条件下，进行3～6小时的铝热还原反应，以制成粗镁；其化学反应式为：4MgO+2Al＝3Mg↑+MgAl2O4(固体)。2.如权利要求1所述的一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺，其特征在于，所用原料氧化镁粉体粒度100～200目，MgO＞98wt％；所用铝粉粒度70～100目，纯度Al＞98wt％。3.如权利要求1所述的一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺，其特征在于，在所述的真空冶炼工序中，铝热还原反应的副产物为尖晶石(MgAl2O4)。4.如权利要求3所述的一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺，其特征在于，所述的副产物-尖晶石(MgAl2O4)经过后续处理加工，可以作为高温耐火材料原料。2CN103374665A说明书1/4页一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺技术领域[0001]本发明涉及一种氧化镁铝热还原法制备金属镁的工艺方法。背景技术[0002]在我国炼镁几乎都采用皮江法，该工艺将煅烧白云石(俗称煅白)和硅铁按一定配比磨粉压团，装入由耐热合金制成的蒸馏罐内。炼镁原理是，以硅(75％Si-Fe合金)为还原剂，在温度1250℃和真空度1.3～13.3Pa的条件下，反应生成金属镁。其反应为：[0003]2(CaO·MgO)(固)+Si(Fe)(固)→2Mg↑(气)+2CaO·SiO2(固)+Fe(Si)(固)[0004]皮江法存在的主要问题：(1)环境污染严重。其粉尘、废渣排放量达6.5～7.0t/吨原镁；从白云岩矿石开采到金属镁锭出厂，每吨原镁的温室气体CO2的排放量高达40t以上，同时还要排放大量SO2、NOx等有害气体。(2)热效率低，能量消耗大。皮江法每吨原镁的能耗高达354.5GJ，折合标准煤约11.8t，真空还原工段的热效率仅约8％。[0005]中国专利ZL93115701.3公开了一种《以菱镁矿和白云石为原料的率热法炼镁》的技术，采用铝粉、菱镁矿和白云石按(1～2)∶(2～4)∶(6～15)重量比称料，先将菱镁矿和白云石煅烧，经粉磨，与粒度为80～100目的铝粉混合，在15～35MPa的压力下成团，放入还原炉，在1100～1170℃真空条件下反应6～8小时生成金属镁。其化学反应式为：[0006]20MgO+12CaO+14Al＝21Mg+12CaO·7Al2O3[0007]中国专利ZL200510045888.1公开了一种《一种铝热还原煅烧菱镁矿炼镁的方法和工艺》的技术，该方法以白云石、水镁石和菱镁矿为原料，以铝金属为还原剂，原料粒度100～200目。铝粉60～200目，还原反应温度1100～1150℃，真空度1～23.3℃。还原周期8小时。其反应式为：[0008]20MgO+12CaO+14Al＝21Mg+12CaO·7Al2O3[0009]中国专利ZL200510047081.1公开了一种《一种铝热还原