专利名称：用镁及镁合金造粒的方法
技术领域：
本发明涉及一种用镁及镁合金造粒的方法，是对现有用镁及镁合金造粒的工艺的改进，属于有色金属冶金技术。
背景技术：
目前，已知的涂盐镁粒制取方法已有几种，例如，美国专利No4186000和4410356中公开了制取涂盐镁粒的方法，包括在坩埚(混合器)中不间断的注入镁和盐混合物(盐混合物由碱金属和碱土金属的盐类组成)并不停的搅拌混合，二者比例为42份熔融镁对58份熔融盐或者镁在混合物总重量中占58～68％，其目的是把镁分散成为细小的珠滴，然后从混合器中导出含有细散镁珠或镁合金珠的熔融盐，并使之迅速冷却以免分散在盐中的镁珠或镁合金珠互相粘连，之后粉碎冷却后的混合物，以破坏松脆的盐体和分离出含于其中的镁珠或镁合金粒，再后就是把表面包有一层薄盐膜的镁粒或镁合金粒同粉末状的盐分散开来。为保证球化和制得粒度合乎要求的镁粒或镁合金粒，至少要向混合器(坩埚)中加入下列物料中的一种MgO、细散的碳和含硼化合物。
这种方法要消耗大量的盐(占金属重量的32～58％)，而所得产品即使在机械处理之后仍含有大量的盐，这势必使其使用性能变差。此外，为不使已经分散的镁珠或镁合金珠互相粘连和制得球状的具有规定粒度的颗粒，还必须向熔盐中加入难熔添加剂MgO、硼和碳等物，这也会降低最终产品的质量(颗粒中含有MgO、硼和碳等)。
美国专利No3881913也公开了一种镁及镁合金颗粒的制取方法，该法包括把熔融镁或镁合金加热，向熔体中加入0.5～20％金属重量的盐添加剂(添加剂由镁、碱金属和碱土金属的卤族化合物组成)，然后把金属与盐的混合物离心雾化成滴并在空气中使形成的金属滴冷却，金属滴在固化成球之前外面即涂有一层盐膜。用这种方法制取球状镁粒和镁合金粒时盐添加剂用量为熔融金属重量的10～20％，如果把盐添加剂用量减少到10％以下，便会逐渐增大成品中不规则形状颗粒(针状粒、纺锤状粒等)的含量，这会使颗粒流动性变差，从而会使要求流动性良好的那些过程使用这种物料发生困难。
盐添加剂的耗量较大(10～20％)会使颗粒镁中的含盐量增大，这在成品的使用性能会有负面影响颗粒中主要有用成份(活性镁)的含量下降，吸湿性增大，在大气中水份作用下颗粒会粘连结块并具有腐蚀性。特别是最具吸湿性的盐类(CaCl2、BaCl2和MgCl2)影响更大。美国专利No3881913中为增大盐剂比重而添加的氯化钡还是一种有毒物。
采用这种方法时盐剂中无需添加难熔的化合物，因为球化问题和粒度控制问题由于采用了离心造粒器和应用了不同的冷却方法(形成的珠滴在其飞行轨道中用空气流冷却)而得到了解决。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，通过对美国专利No3881913所提供方法进行改进，给出一种可以在各项主要指标方面(颗粒形状、盐剂含量、毒性等)提高颗粒镁的质量的用镁及镁合金造粒的方法，该方法通过给出更为良好的粒化条件及之后的颗粒冷却条件以及盐剂的分离条件，通过对盐添加剂组成的选择、对加热制度和冷却制度的选择以及结合对固化后颗粒的补充机械加工，达到了发明的目的。
本发明给出的这种用镁及镁合金造粒的方法，主要包括有把液态镁或镁合金加热到670～720℃的温度范围内；制备由碱金属和碱土金属的氯化物和氟化物构成的盐添加剂；把液态镁或镁合金与盐添加剂以不断流的方式同时加到离心造粒器中(盐占金属重量的20％左右)；液态镁或镁合金与盐的混合物在离心力作用下飞溅细化成液滴；细散的液滴用空气冷却直到固化为球状并涂有一层盐壳的镁粒或镁合金粒，被空气冷却的还有一些盐添加剂颗粒；与现有技术所不同的是，这种盐添加剂是由镁、钠、钾的氯化物和氟化物所构成，该盐添加剂在加入离心造粒器之前先从740℃加热到800℃，而形成的细散镁液滴或镁合金液滴(外面包有盐添加剂膜)则在其飞行轨道中被空气冷却到200～350℃，之后把产物同时进行机械加工和降温到100～150℃，沿有一定跨度的管路用压缩空气送走，再用孔目为0.5×0.5mm的滚筒筛抱镁粒或镁合金粒同成为细末的盐添加剂分离开来。
附图为本发明给出的一种用镁及镁合金造粒的方法的工艺流程图。图中标号为1.液态镁或镁合金，2.盐添加剂，3.离心造粒器，4.冷却室，5.空气，6.滚筒筛，7.颗粒镁或颗粒镁合金。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体技术方案做进一步说明如图所示，在给出的这个实施例中，首先把由镁、钠、钾的氯化物和氟化物所构成的盐添加剂2预先从740℃加热到800℃，并以不间断流儿的方式与液态镁或镁合金1一起加到离心造粒器3中；然后把生成的包有一层盐膜的细散金属滴珠在冷却室4内其飞行轨道上用空气5冷却至200℃～350℃，之后送入具有0.5×0.5mm筛网的滚筒筛6以便把在管道中磨碎的盐添加剂筛除掉；最后将筛分后的颗粒镁或颗粒镁合金7做为成品进行包装。
上述工艺操作只有互相结合才能保证制取优质颗粒，这种情况已被在工业条件下对本发明所做的试验所证实(见表1)。表中所列数据是在工业试验装置上得出的数据。
试验表明，只有以镁、钠、钾的氯化物和氟化物为基础所构成的盐添加剂才会达到其物理性能和化学性能的最佳结合。
在这种情况下，盐混合物的熔点温度可能低于或者高于镁或镁合金的熔点温度，而其比重甚至略低于(低0.05～0.1g/cm3)颗粒合金的比重，这一点与美国专利No3881913中对盐添加剂的要求是不同的。因此，本发明申请中确定盐添加剂组成的基本准则是吸湿性最低，毒性最低，与镁粒或镁合金粒的粘着力最低。众所周知，在氟化物中，氟化镁和氟化钙的吸湿性最低，而在氯化物中，氯化钠和氯化钾的吸湿性是最低的。氯化镁的添加量必须最少(不大于6％)，为的是要降低熔点温度，氟化钙和氟化镁，可以降低盐混合物的吸湿性，但却会提高其熔点温度并具有一定的毒性。但少量添加氟化钙或氟化镁与氯化钠相结合也有助于颗粒表面的盐膜比较容易磨碎和分离出去。盐添加剂的组成可参见实施例中给出的试验数值范围，但其要求保护的范围并不局限于试验所给出的数值范围，其中氯化镁为4～6％，氯化钠为33～48％，氯化剂为45～60％，氟以氟化物(例如氟化钙或氟化镁)中的氟离子计为0.2～0.5％，余量为杂质氧化镁。把具有如此组成的盐添加剂预先加热到较高温度(740～800℃)有利于实现上述各项。
将盐混合物加热到比金属更高的温度，盐膜便会在镁滴表面迅速流散开来，从而防止了镁与空气中的氧接触和燃烧；而快速冷却到200～350℃时，则由于盐添加剂和镁的各种物理性能(体积膨胀系数及压缩系数，表面张力等)导致颗粒表面盐膜松脆和龟裂，这有利于在产物沿钢管风动输送时，把盐剂磨成为小于0.5mm的粉末，同时可快速降温到100～150℃。
颗粒在飞行轨道中用空气降温时必须降到350℃以下，因为如果高于这一温度，镁粒(尤其是镁合金粒，因其含铝量较高)有可能仍处于液态中。而镁和镁合金的温度在接近其熔点(≥400～450℃)时氧化的速度会急剧加快。降温到200℃以下同样是不合理的，因为这要加大造粒室的外型尺寸和显著增加冷却风量。
在下一阶段，即用压缩空气在钢管路中输送和磨擦盐剂时进一步降温是有效的和经济的。压缩空气的机械作用和快速降温(从200～350℃降到110～150℃)这两种因素相结合，保证了把盐剂研磨到小于0.5mm粒度的作业效率，然后在0.5×0.5mm滚筒筛上予以筛除。
滚筒筛作业时必须保持的温度范围，取决于必须防止筛网被空气中水汽润湿的可能性。如果筛网被润湿，则盐剂会粘附在网孔上使孔眼变小，从而使滚筒筛生产能力降低，也会使受潮的盐剂颗粒粘附在金属颗粒上而进入成品。
因此，从管路中出来而进入滚筒筛时颗粒的温度不应低于110～150℃，这是为了使其从筛具出来时的温度不低于100℃，这样就排除了在筛分阶段和之后的包装阶段盐剂受潮的可能性。
表1本发明与现有工艺用镁及镁合金造粒的试验结果
注1.氟离子为氟化钙或氟化镁中氟的离子含量。
2.序号1和序号2为现有技术的数值，序号3～序号6为本发明的试验数值。
3.颗粒镁试样在潮湿的大气中保持24小时后，其增重情况如下序号1增0.7％，序号2增0.9％，序号3～序号6增0.3％～0.45％。
权利要求
1.一种用镁及镁合金造粒的方法，主要包括有把液态镁或镁合金加热到670～720℃的温度范围内，制备由碱金属和碱土金属的氯化物和氟化物构成的盐添加剂，把液态镁或镁合金与盐添加剂以不断流的方式同时加到离心造粒器中(盐占金属重量的20％左右)，液态镁或镁合金与盐的混合物在离心力作用下飞溅细化成液滴，细散的液滴用空气冷却直到固化为球状并涂有一层盐壳的镁粒或镁合金粒及盐添加剂颗粒，其特征在于与这种盐添加剂是由镁、钠、钾的氯化物和氟化物所构成，该盐添加剂在加入离心造粒器之前先从740℃加热到800℃，而形成的细散镁液滴或镁合金液滴(外面包有盐添加剂膜)则在其飞行轨道中被空气冷却到200～350℃，之后把产物用压缩空气沿管路输送进行机械处理并降温到110～150℃，再用孔目为0.5×0.5mm的滚筒筛把镁粒或镁合金粒同已磨成细末的盐添加剂分离开来。
2.根据权利要求1所述的用镁及镁合金造粒的方法，其特征在于盐添加剂的组成为氯化镁为4～6％，氯化钠为33～48％，氯化剂为45～60％，氟以氟化物(例如氟化钙或氟化镁)中的氟离子计为0.2～0.5％，余量为杂质氧化镁。
全文摘要
用镁及镁合金造粒的方法，属于有色冶金技术，包括有把液态镁或镁合金加热；制备盐添加剂；把液态镁或镁合金与盐添加剂加到离心造粒器中；液态镁或镁合金与盐的混合物在离心力作用下飞溅成液滴；液滴用空气冷却直到固化为球状并涂有一层盐壳的镁粒或镁合金粒及盐剂颗粒；其特点是盐添加剂是由镁、钠、钾的氯化物和氟化物所构成，该盐添加剂在加入离心造粒器之前先从740℃加热到800℃，形成的镁液滴或镁合金液滴在其飞行轨道中被空气冷却到200～350℃，之后把产物降温到100～150℃，沿管路用压缩空气送走，再用滚筒筛把镁粒或镁合金粒同盐添加剂分离开来。
文档编号B22F9/10GK1491763SQ0213325
公开日2004年4月28日 申请日期2002年10月24日 优先权日2002年10月24日
发明者孙爱全 申请人:孙爱全