一种常压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*CN101967566A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101967566A(43)申请公布日2011.02.09(21)申请号201010536506.6(22)申请日2010.11.04(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人夏德宏李一帆舒斌(74)专利代理机构北京东方汇众知识产权代理事务所(普通合伙)11296代理人刘淑芬(51)Int.Cl.C22B26/22(2006.01)C22B1/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种常压热还原法制备金属镁的工艺(57)摘要本发明属于有色金属冶炼领域，涉及了一种以蛇纹石矿物为原料常压热还原法制备金属镁的工艺。其特征是以蛇纹石矿物为原料，碳化钙为还原剂，添加氧化钙为助剂，氟化钙为催化剂，常压下进行热还原反应得到镁蒸气。工艺流程如下：首先，在500～750℃条件下煅烧蛇纹石矿物，使之脱除结晶水；之后按照煅烧产物、碳化钙和氧化钙重量比30～60∶24～50∶7～20配料，并添加5～10wt％催化剂后混合物料在50MPa下压制成球团；最后，将球团送入还原炉中，升温至1000～1200℃，还原球团中的镁，还原出的镁蒸气在镁冷凝器上冷凝为结晶镁。该工艺可在常压下进行，且整个反应过程无需脱碳，是一种低碳环保的工艺。CN109675ACN101967566A权利要求书1/1页1.一种常压热还原法制备金属镁的工艺，其特征是，按照以下步骤完成：1.1以蛇纹石矿物为原料，放入炉中以5～15℃/min的升温速率升温至500～750℃煅烧脱除结晶水，得到煅烧产物；1.2按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比30～60∶24～50∶7～20配料，并添加催化剂后，混合物料在50Mpa下压制成球团；1.3将所述球团料加入炉中，以5～15℃/min的升温速率升温至1000～1200℃，进行还原反应还原球团中的镁；1.4还原出的镁蒸气在200～600℃的镁冷凝器上冷凝为结晶镁，将镁冷凝器冷却至室温，收集得到结晶镁块。所述步骤1.2中，还原剂为碳化钙，助剂为氧化钙，催化剂为氟化钙。2.根据权利要求1所述的一种常压热还原法制备金属镁的工艺，其特征是：所述氟化钙添加量为混合原料量的5～10wt％。3.根据权利要求1所述的一种常压热还原法制备金属镁的工艺，其特征是：所述步骤1.2中，混合原料压制成的球团粒度约为30mm。2CN101967566A说明书1/3页一种常压热还原法制备金属镁的工艺技术领域[0001]本发明属于有色金属冶炼领域，涉及一种以蛇纹石矿物为原料，以碳化钙为还原剂，常压条件下热还原制备金属镁的方法。背景技术[0002]镁是地壳中分布较广的元素之一，具有优良的物理性质，广泛应用于航空航天、交通运输、微电子等领域，被誉为“21世纪最具开发潜力和应用前景的绿色工程材料”。[0003]镁的工业生产目前主要有电解法和硅热法(皮江法)两种：电解法一般以无水氯化镁为原料，金属合金为阴阳极，在氯化镁熔融状态下通入直流电电解，阴极得到金属镁，阳极放出氯气。其工艺缺点是六水氯化镁脱水工艺复杂，废气、废水、废渣的处理难度大，生产设备腐蚀严重，生产成本高。硅热法炼镁因其流程短、见效快、原料方便、生产灵活、便于操作目前被广泛应用。其采用硅铁做为还原剂，在一定真空度和温度下，将煅烧后的白云石还原，镁被还原成蒸气后再进行冷凝得到金属镁。但是，硅热法炼镁的各项技术经济指标并不理想，主要存在以下主要问题：1)对原料的品味要求高，目前只能采用白云石矿料，其氧化镁和镁含量远低于蛇纹石；2)做为还原剂的硅铁成本较高；3)还原反应需要真空条件，难以实现连续生产，镁厂的生产规模小；4)还原温度高，还原罐使用寿命短，生产成本高；5)能源浪费和环境污染严重，镁产量的增长以牺牲环境和资源为代价。[0004]我国专利申请93115701.3公开了一种以菱镁矿和白云石为原料的铝热法炼镁方法，以铝粉为还原剂，在1100～1170℃和真空条件下，经6～8小时生成金属镁。我国专利申请200410020666.X公开了一种以硅铝合金为还原剂制备金属镁的方法，此方法一白云石和菱镁矿为原料，用硅铝合金作还原剂，在高温和真空条件下，还原煅烧白云石和菱镁矿，制备金属镁。我国专利申请200810058928.X公开了一种菱镁矿真空碳热还原制备金属镁的方法，以煤为还原剂并添加氟化钙为催化剂，控制炉内压力20～700Pa、在1300～1500℃的条件下还原熔炼40～60min，得到块状金属镁。我国专利申请200910084574.0公开了一种用蛇纹石矿物真空碳热还原制备金属镁及副产品的方法，以蛇纹石为原料，配入碳质还原剂，经过压球干燥后在10～500Pa和12