一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法

专利名称：一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种有色金属镁的提取方法。
背景技术：
目前，用于热法炼镁的含氧化镁的主要矿物有菱镁矿(主要化学成分为MgCO3)白云石(MgCO3、CaCO3)和水镁石(Mg(OH)2)。其中国内外被广泛使用皮江法，即以煅烧白云石(MgO、CaO)为原料和以硅铁(Si-Fe)为还原剂来炼镁。采用皮江法炼镁的优点是方法简单，长期以来一直延用，但其不足之处是能耗高，每吨镁需13吨煤，而煤的成本也不断攀高，还原周期和还原时间长(需10～12小时)，单产镁量不高，每个还原罐能产30Kg左右的镁，最大缺点排放大量的渣和CO2，对环境造成污染，而且矿渣难以处理，总之皮江法炼镁使资源和能源都有很大的浪费。

发明内容
为解决以上皮江法炼镁之不足，本发明的目的提供一种热还原氧化镁的工艺方法，利用皮江法原有设备而采用还原剂铝，以含氧化镁矿物(白云石、菱镁石和水镁石)为原料的炼镁方法，有效地解决了资源和能源浪费的问题。
本发明以白云石、菱镁石、水镁石为原料，以铝为还原剂，用热还原氧化镁之工艺方法如下(1)首先从上述三种还原料中以煅烧提取氧化镁，煅烧化学反应式白云石(1)菱镁石(2)水镁石(3)(1)式的煅烧温度为1200°～1250℃；(2)式的煅烧温度为650°～1150℃；(3)式的煅烧温度为650°～1250℃。
(2)利用氧化镁(MgO)加入铝还原剂，为了降低还原温度在煅烧菱镁石和水镁石中加入少量氧化钙(CaO)，提取镁化学反应式
(4)(3)各原料重量比为规定粒度的原料(-0.15mm～-0.075mm)和还原剂(-0.25mm～-0.075mm)按相应化学反应式(4)配料，生产1吨镁(Mg)需1.66吨MgO、1.17吨CaO和0.74吨Al和产生2.7吨炉渣(12CaO.7Al2O3)。经混合、压团后加入还原罐，还原罐加入还原炉。还原反应温度为1100～1150℃，真空度为1～23.3Pa。
本发明与已有技术比较有如下优点还原温度从1200℃降低到1150-1100℃，即降低温度50-100℃，这有利于节省能耗20～50％和延长还原罐使用寿命；还原周期从12h降低到7～8h，每天、每个还原罐从出2次镁到出3次镁，增加单罐镁产量；提高镁产量30～90％；料镁比降低；炉渣可利用，炉渣有多种用途，可使目前吨镁价格分别降低￥800～3500元。综上，该法会降低镁的生产成本。
具体实施例方式
一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法结合实施例加以说明；实施例1铝热法还原煅烧白云石炼镁白云石的化学分子式为MgCO3.CaCO3。白云石含有21.8％MgO和30.4％CaO，其余为CO2。白云石中MgO和CaO是波动的，同时还含有杂质。
白云石经煅烧发生下列化学反应(1)该反应生成的MgO.CaO称为煅烧白云石(俗称煅白)。
以铝(Al)为还原剂热还原MgO.CaO的化学反应如(2)所示。
(2)煅烧白云石中MgO和CaO含量是波动的，即MgO和CaO含量有时高于理论值，有时低于理论值，煅烧白云石中MgO含量较高时需加CaO，CaO含量较高时需加MgO。铝、煅烧白云石或石灰煅烧水镁石，配料比分别为0.8-1.5∶7-14∶0-2∶0-2。煅烧白云石或石灰或煅烧水镁石磨粉、加铝粉配料、制团(压力20-40Mpa)、还原制镁。还原周期8h，还原温度1140-1150℃，真空度1-23.3Pa。
实施例2铝热法还原煅烧菱镁矿炼镁菱镁矿的化学分子式为MgCO3。菱镁矿含有47.82％MgO，52.18CO2。煅烧MgCO3分解反应如下
(3)实际上，菱镁矿中MgO是波动的，同时还含有杂质。铝热法还原煅烧菱镁矿炼镁时，需补充CaO(石灰)，以满足化学反应式(2)的要求。
菱镁矿、石灰石和铝配料比分别为、3-6∶2-3∶0.8-1.5。菱镁矿和石灰石混合煅烧或分别煅烧、磨粉、加铝粉配料、制团(压力20-40Mpa)、还原制镁。还原周期8h，还原温度1100-1150℃，真空度1-23.3Pa。
实施例3铝热法还原煅烧水镁石炼镁水镁石化学分子式为Mg(OH)2.理论上，水镁石含有69.13％MgO。煅烧过程中的分解反应如下
水镁石中MgO是波动的，同时还含有杂质。铝热法还原煅烧水镁石炼镁时，需补充CaO(石灰)，以满足化学反应式(2)的要求。
水镁石、石灰石和铝配料比分别为2-6∶2-6∶0.8-1.5。水镁石和石灰石混合煅烧或分别煅烧、磨粉、加铝粉配料、制团(压力20-40Mpa)、还原制镁。还原周期8h，还原温度1100-1150℃，真空度1-23.3Pa。
权利要求
1.一种铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法，其特征在于该方法为(1)从上述三种还原料中以煅烧提取氧化镁，煅烧化学反应式白云石菱镁石水镁石为了降低还原温度在煅烧菱镁石和水镁石中加入少量氧化钙；(2)利用氧化镁MgO加入铝还原剂，提取镁化学反应式(3)各原料重量比为规定粒度的原料(-0.15mm～-0.075mm)和还原剂(-0.25-0.075mm)按相应化学反应式配料，生产1吨镁(Mg)需1.66吨MgO、1.17吨CaO和0.74吨Al和产生2.7吨炉渣(12CaO.7Al2O3)，即经混合、压团后加入还原罐，还原罐加入还原炉，还原反应温度为1100～1150℃，真空度为1～23.3Pa。
2.按权利要求1所述的铝热还原氧化镁炼镁的工艺方法，其特征在于白云石的煅烧温度为1200°～1250℃；菱镁石的煅烧温度为650°～1150℃；水镁石的煅烧温度为650°～1250℃。
全文摘要
本发明涉及一种有色金属镁的提取方法，该方法以白云石(MgCO
文档编号C22B26/00GK1664135SQ200510045888
公开日2005年9月7日 申请日期2005年2月18日 优先权日2005年2月18日
发明者路忠胜 申请人:东北大学