专利名称：碳热还原制备金属镁的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备金属镁的方法及其装置，尤其涉及一种碳热还原制备金属镁的方法及其装置。
背景技术：
我国金属镁的生产主要采用真空硅热还原冶炼工艺，以白云石为原料，硅铁为还原剂，如中国专利(公开号CN951004956)就公开了一种电炉热装料硅热还原真空炼镁新工艺，采用白云石为原料，硅铁作为还原剂，通过硅热还原反应制备金属镁。然而，硅铁(FeSi)作为还原剂，其价格日渐高涨，使得金属镁制备的成本也日益提高，严重限制了人们对金属镁的使用。另外，硅铁原料的生产同样也耗费了大量的能源，并产生大量污染，同时也耗费大量的人力时间成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碳热还原制备金属镁的方法及其装置，以解决现有技术硅热还原制备金属镁的方法中存在的成本高，能耗大等问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种碳热还原制备金属镁的方法，将原料煅烧白云石、石英石与碳质还原剂破碎加工后混料，并压制成型，在真空状态下，使上述混料进行还原反应，制备金属镁。
其中，所述还原反应为4CaO+5MgO+2Si02+5C＝2(2CaO·Si02)+5Mg+5CO，所述煅烧白云石、石英石与碳质还原剂按上述还原反应摩尔比配料。
而且，在步骤1的原料中还可包括煅烧菱镁矿，所述煅烧白云石、煅烧菱镁矿、石英石与碳质还原剂按上述还原反应摩尔比配料。
而且，还包括将还原反应所得到的一氧化碳进行回收利用对还原反应供热、对白云石及/或菱镁矿的煅烧供热以及对精炼供热的步骤。
其中，将还原反应所得到的一氧化碳气体经真空泵机组抽出并送入一氧化碳压缩机，之后，将压缩的一氧化碳气体输入煤气储存罐。
而且，还包括对还原反应后得到的金属镁进行精炼、铸锭的步骤。
而且，破碎后的煅烧白云石、煅烧菱镁矿、石英石与碳质还原剂的粒度为100～200目。
而且，所述还原反应的温度为1150～1300℃、真空度为5～30Pa、还原时间为8～14小时。
而且，所述煅烧菱镁矿可由氧化镁代替。所述碳质还原剂可为石墨、木炭或焦炭或者其中任意组合。并且，在原料中包括煅烧菱镁矿或氧化镁或者其组合时，所述煅烧白云石可由生石灰或者煅烧石灰石或者其组合代替。
而且，为实现上述目的，本发明还提供一种碳热还原制备金属镁方法的装置，包括将原料煅烧白云石、石英石、碳质还原剂混料的混料装置、用于煅烧白云石、石英石及碳质还原剂在真空状态下进行还原反应的还原装置及用于将还原反应所产生的一氧化碳回收利用的一氧化碳回收装置。
而且，所述原料还包括煅烧菱镁矿。
而且，所述还原装置连接有一真空泵机组及一煤气储存罐，所述一氧化碳回收装置包括一一氧化碳压缩机，连接于所述真空泵机组与煤气储存罐之间，用于使还原反应产生的一氧化碳对还原反应供热。
而且，所述煤气储存罐与精炼装置连接，使还原反应产生的一氧化碳对精炼装置供热。
而且，还包括一用于煅烧白云石及/或菱镁矿的回转窑，所述煤气储存罐与所述回转窑连接，使还原反应产生的一氧化碳对回转窑供热。
而且，所述还原装置中还原反应的温度为1150～1300℃、真空度为5～30Pa、还原时间为8～14小时。
本发明的碳热还原制备金属镁的方法，使用碳质还原剂取代了现有技术中硅热还原制备金属镁方法中的还原剂FeSi，由于不再使用价格昂贵的FeSi，其原材料价廉易得，从而大大降低了金属镁的生产成本，提高经济效益和市场竞争力。并且也省去了FeSi制备中的大量能耗，人力与时间成本，同时，排除了FeSi制备中的环境污染，响应了节能减排、绿色环保的要求。
另外，本发明通过采用碳质还原剂，再配入SiO2，引入CaSi2生产工艺原理，使得本发明中金属镁制备反应趋势远远大于现有技术的硅热还原法中金属镁制备的反应趋势，因而，金属镁的制备更加容易、快速，并且，一氧化碳回收利用来提供还原反应的热能，也大大降低了反应中的能耗。
图1为本发明碳热还原制备金属镁的工艺装置及流程图。
其中，附图标记 1破碎装置2混料装置 3压料装置4还原装置 5真空泵机组 6CO压缩机 7煤气储存罐 8煤气发生器 9精炼装置 10回转窑
具体实施例方式 本发明为了改善金属镁的技术经济指标，提供了一种以煅烧白云石、石英石、碳质还原剂为原料或者以煅烧白云石、煅烧菱镁矿、石英石、碳质还原剂为原料的金属镁生产新工艺。本工艺引入CaSi2生产工艺原理，得到了较好的指标，提高了生产金属镁的速度。本工艺使用的原材料价廉易得，可以大幅度降低金属镁的生产成本，提高经济效益和市场竞争力，以下结合现有技术具体说明本工艺的方法、装置及其有益效果。
1、现有技术中硅热还原金属镁生产工艺 煅烧白云石，真空硅热还原生产金属镁工艺反应可用下式表示
式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG1＝-411840 对于式(1)的反应原理有两种认同观点 其一还原剂硅，是以中间化合物CaSi2和CaSi的形式与MgO进行固相与液相之间的反应，其反应式为
2CaO+2MgO+CaSi2＝CaSi+2CaO·SiO2+2Mg CaO+3MgO+CaSi＝2CaO·SiO2+3Mg 总反应式为式(1)； 其二还原剂硅，以中间化合物液相的CaSi2和Ca蒸气参与还原反应，其反应式为
CaSi2＝Ca+2Si 3CaO+5MgO+Ca+2Si＝2(2CaO·SiO2)+5Mg 总反应式为式(1)。
比较上述两种观点，其相同之处是CaSi2的形成。这说明，镁的硅热还原过程中，首先被还原的是CaO而不是MgO，通过以下热力学计算，可以得到这一结论。
ΔG2＝-34937+12.451T 式中T＝1500K 则ΔG2＝-16271
ΔG3＝145813-30.054T+19.147TlogPMg 式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG3＝-14314 由此说明，镁的硅热还原过程中，首先被还原的是CaO而不是MgO，即，首先生成的是CaSi2。
另外，式(1)的热源构成可用如下反应表示
ΔG4＝-315893-16.25T 式中T＝1500K 则ΔG4＝-340268
式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG5＝-1322166
式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG6＝1250592 即ΔG1＝ΔG4+ΔG5+ΔG6＝-411842 上述结果表明，式(1)的反应历程是Si与CaO反应生成CaSi2和SiO2，而后是CaO与SiO2反应生成2CaO·SiO2(原硅酸钙)，再是CaSi2与MgO反应生成Mg和2CaO·SiO2，SiO2的形成在CaSi2形成之后。随着反应的进行，Si逐步减少，SiO2逐步增多，为成渣反应式(4)提供了反应条件。
2、本发明碳热还原金属镁生产工艺 本发明是以碳质还原剂替代FeSi，再配入SiO2，从而引入了CaSi2的生产过程，促进了金属镁的生成。
并且，由于SiO2的引入，反应中将会生成二元硅酸盐2CaO·SiO2(原硅酸钙)和三元硅酸盐3CaO·MgO·2SiO2(2∶1∶3硅酸镁钙)、2CaO·MgO·2SiO2(2∶1∶2硅酸镁钙)、CaO·MgO·SiO2(1∶1∶1硅酸镁钙)、Mg和CO。工艺反应如下所述 1)生成二元硅酸盐2CaO·SiO2、Mg、CO的反应 引入CaSi2的生成反应，将有如下反应发生 CaO+2SiO2+5C＝CaSi2+5CO (7) 3CaO+5MgO+CaSi2＝2(2CaO·SiO2)+5Mg(8) 总反应为 4CaO+5MgO+2SiO2+5C＝2(2CaO·SiO2)+5Mg+5CO (9) 式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG7＝-132643 ΔG9＝-528224 比较式(1)和式(9)，在生成金属镁相同的情况下，式(1)产出
式(9)产出2(CaO·SiO2)，而ΔG9＝1.2826ΔG1，即式(9)的反应趋势大于式(1)，本发明采用碳热还原制备金属镁比现有技术采用FeSi制备金属镁反应趋势更大，金属镁更容易制备。本发明相对于现有技术的此一效果也可以从以下三方面说明 其一CaSi2生成反应的引入，增强了式(9)的反应趋势； 比较式(2)和式(7)
ΔG2＝-34937+12.451T T＝1500KΔG2＝-16271 CaO+2SiO2+5C＝CaSi2+5CO(7) T＝1500K P＝10Pa ΔG7＝-132643 由此说明，在生成同等CaSi2的情况下，ΔG7＝8.1521ΔG2。所以，CaSi2生成反应的引入，增强了式(9)的反应趋势。
其二2CaO·CaSi2生成的顺序不同，增强了式(9)的反应趋势； 比较式(1)和式(9)
4CaO+5MgO+2SiO2+5C＝2(2CaO·SiO2)+5Mg+5CO(9) 由于式(9)中SiO2和C的配入，式(1)和式(9)的成渣反应顺序是不同的。
式(1)的成渣反应
式(9)的成渣反应 4CaO+2SiO2＝2(2CaO·SiO2) (10) ΔG10＝-252714-13.000T 式中T＝1500K 则ΔG10＝-272214 对于式(2)，其成渣反应发生于CaSi2形成之后。对于式(10)，其成渣反应则在生成CaSi2之前和之后都会发生。所以，成渣反应增强了式(9)的反应趋势。
其三热源构成不同，增强了式(9)的反应趋势。
对于式(1)的热源构成见式(4)、式(5)、式(6)，对于式(9)的热源构成见式(10)、式(6)、式(11)
式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG11＝-1506601 即ΔG9＝ΔG10+ΔG11+ΔG6＝-528223 比较式(2)和式(11)，SiO2的形成对于式(2)而言只有
参与氧化，对于式(11)而言，5C氧化趋势是
氧化趋势的92.5942倍，即ΔG11＝92.5942ΔG2。这一强大的氧化趋势加速了CaSi2的形成，所以增强了式(9)的反应趋势。
2)生成3CaO·MgO·2SiO2、2CaO·MgO·2SiO2、CaO·MgO·SiO2、Mg、CO的反应 由于CaSi2生成过程的引入，原料组成由原来的CaO-MgO二元系转变为CaO-MgO-SiO2三元系，其工艺反应如下 a)生成3CaO·MgO·2SiO2、Mg、CO的反应 CaO+2SiO2+5C＝CaSi2+5CO (7) 2CaO+6MgO+CaSi2＝3CaO·MgO·2SiO2+5Mg (12) 总反应为 3CaO+6MgO+2SiO2+5C＝3CaO·MgO·2SiO2+5Mg+5CO(13) 式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG13＝-522487 b)生成2CaO·MgO·2SiO2、Mg、CO的反应 CaO+2SiO2+5C＝CaSi2+5CO (7) CaO+6MgO+CaSi2＝2CaO·MgO·2SiO2+5Mg(15) 总反应为 2CaO+6MgO+2SiO2+5C＝2CaO·MgO·2SiO2+5Mg+5CO(16) 式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG16＝-461063 c)生成2(CaO·MgO·SiO2)、Mg、CO的反应 CaO+2SiO2+5C＝CaSi2+5CO(7) CaO+7MgO+CaSi2＝2(CaO·MgO·SiO2)+5Mg (18) 总反应为 2CaO+7MgO+2SiO2+5C＝2(CaO·MgO·SiO2)+5Mg+5CO (19) 式中T＝1500K P＝10Pa 则ΔG19＝-493505 由上述可知由于本发明碳的氧化反应提供了大量的反应热，促进了碳热反应的进行，因此，金属镁的真空碳热还原反应具有较大的反应趋势。另外，本发明中二元硅酸盐、三元硅酸盐成渣反应，与真空硅热还原过程中的二元硅酸盐的成渣反应的顺序不同，硅热还原生产工艺过程的二元硅酸盐生成于CaSi2形成之后，而本发明真空碳热还原生产工艺过程中产生的二元硅酸盐、三元硅酸盐则在CaSi2生成之前和之后都会产生，因此，成渣反应的发生也促进了本发明碳热反应制备金属镁比现有技术的硅热还原反应具有更大的反应趋势。
综上所述，本发明真空碳热还原反应的反应趋势大于真空硅热还原反应的反应趋势，即ΔG9、ΔG13、ΔG16、ΔG19均大于ΔG1。
具体制备工艺 原材料的选择 白云石能够满足硅热法炼镁所用的白云石均能满足碳热法炼镁的要求。MgO＞20％，CaO＜32％，Fe2O3＜0.5％，Al2O3＜0.5％，Na2O＜0.005％，K2O＜0.005％，CaO/MgO＝1＜摩尔比)，煅烧破碎，粒度100～200目，较佳为150目。
生石灰CaO＞97％，Fe2O3、Al2O3、Na2O、K2O与白云石相同粒度100～200目，较佳为150目。
石英石SiO2＞98％，Al2O3＜0.1％，Fe2O3、K2O、Na2O与白云石相同，粒度100～200目，较佳为150目。
菱镁矿MgO＞45％，CaO＜1.0％，SiO2＜1.0％，煅烧破碎，粒度100～200目，较佳为150目。
焦炭固定碳＞87％，S＜0.5％，破碎，粒度100～200目，较佳为150目。
当然，上述原料并非以此为限，如白云石可以由生石灰或者石灰石代替，菱镁矿可以直接用MgO代替，焦炭可以用石墨或木炭等代替，即，可以提供CaO、MgO、SiO2或C的原料都可以被利用。并且，上述原料及其替代品可以单独使用也可以组合使用， 工艺装置要求 本发明的碳热还原制备金属镁方法的装置，包括将原料煅烧白云石、石英石、碳质还原剂混料的混料装置、用于煅烧白云石、石英石及碳质还原剂在真空状态下进行还原反应的还原装置及用于将还原反应所产生的一氧化碳回收利用的一氧化碳回收装置。其中，所述原料还包括煅烧菱镁矿。所述还原装置中还原反应的温度为1150～1300℃、真空度为5～30Pa、还原时间为8～14小时。而且，所述还原装置连接有一真空泵机组及一煤气储存罐，所述一氧化碳回收装置包括一一氧化碳压缩机，连接于所述真空泵机组与煤气储存罐之间，用于使还原反应产生一氧化碳对还原反应供热。还包括一精炼装置，对还原反应产生的镁进行精炼，并铸锭，所述煤气储存罐与一精炼装置连接，使还原反应产生的一氧化碳对精炼装置供热。而且，还包括一用于煅烧白云石及/或菱镁矿的回转窑，所述煤气储存罐与所述回转窑连接，使还原反应产生的一氧化碳对回转窑供热。
具体而言，如图1所示，其为本发明碳热还原制备金属镁的工艺装置及流程图，所述装置包括破碎装置1、与破碎装置连接的混料装置2、与混料装置连接的压料装置3、还原装置4(如还原炉)、与还原装置4连接的真空泵机组5及煤气储存罐7，以及与煤气储存罐7连接的煤气发生器8，并且，煤气储存罐7与回转窑10连接，其中，本发明的主要特点为还设置一一氧化碳压缩机6，连接于真空泵机组5及煤气储存罐7之间。本发明通过设置一氧化碳压缩机6，使得还原反应所得到的一氧化碳气体经真空泵机组5抽出并送入一氧化碳压缩机6，之后，将压缩的一氧化碳气体输入煤气储存罐7并对发生还原反应的还原装置4供热，同时也为回转窑10及精炼装置供热，从而，产生的一氧化碳气体得到了回收利用，并为还原反应及原料煅烧提供了大量的热能，因而，大量降低了金属镁制备过程中的能耗。
以下结合图1说明本发明的碳热还原制备金属镁的工艺流程 步骤1按照本发明的还原反应4CaO+5MgO+2SiO2+5C＝2(2CaO·SiO2)+5Mg+5CO的摩尔配比选取上述白云石、石英石与碳质还原剂(焦炭)原料，并将白云石在回转窑10中进行煅烧，之后，将上述原料在破碎装置1中进行破碎，使各原料的粒度在100～200目之间； 步骤2将上述破碎后的原料在混料装置2中进行混料，并在压料装置(如压球机)3中压制成块状体(如球体)； 步骤3在真空状态下，使上述混料在还原装置4中进行还原反应，制备金属镁，其中，还原反应的温度为1150～1300℃、真空度为5～30Pa、还原时间为8～14小时。
步骤4将还原反应所得到的一氧化碳气体经真空泵机组5抽出并送入一氧化碳压缩机6，之后，将压缩的一氧化碳气体输入煤气储存罐7并对发生还原反应的还原装置4以及回转窑10供热。
步骤5对还原反应后得到的金属镁(粗镁)采用氯化盐(如氯化镁、氯化钾、氯化钠和氯化钡等)作为精炼溶剂在精炼装置9中进行精炼、铸锭，以形成镁锭。
其中，所述碳质还原剂也可以为焦炭、石墨、木炭或者其任意组合。并且上述还原反应的温度较佳为1200～1225℃、真空度较佳为5～10Pa、还原时间较佳为12～14小时。
其中，步骤1的原料中，也可以还包括菱镁矿，并且对菱镁矿进行煅烧，经破碎后与煅烧白云石、石英石及碳质还原剂混料。此时，所述白云石可由生石灰或者石灰石替代，以提供氧化钙，所述菱镁矿可由氧化镁替代，并且上述原料及其替代品可以单独使用或者组合使用。
实施例1 将煅烧白云石134.62kg、石英石35.05kg及焦炭17.66kg经破碎装置1破碎，使其粒度在100～200目之间，较佳为150目，将破碎后物料在混料装置2中进行混料，然后，将混料于压料装置3中进行压制，成为块状体，并将压制成块状体的混料输送至还原装置4(Φ339，长3.25米，装料量200～210kg)进行还原反应，其中还原反应的温度为1200℃、真空度为10Pa、还原时间为12小时，经还原反应产生的粗镁经过精练、铸锭形成镁锭，产品的纯度为99.90％。另外，还原反应所产生的一氧化碳气体经过经真空泵机组5抽出并送入一氧化碳压缩机6，之后，将压缩的一氧化碳气体输入煤气储存罐7并对发生还原反应的还原装置4供热，同时也给用于白云石及菱镁矿等煅烧的回转窑10供热。
实施例2 将煅烧白云石81.93kg、煅烧菱镁矿20.86kg、石英石26.83kg及焦炭15.43kg经破碎装置1破碎，使其粒度在100～200目之间，较佳为150目，将破碎后物料在混料装置2中进行混料，然后，将混料于压料装置3中进行压制，成为块状体，并将压制成块状体的混料输送至还原装置4(Φ325，长2.9米，装料量145.05kg)进行还原反应，其中还原反应的温度为1200℃、真空度为10Pa、还原时间为12小时，经还原反应产生的粗镁经过精练、铸锭形成镁锭，产品的纯度为99.90％。另外，还原反应所产生的一氧化碳气体经过经真空泵机组5抽出并送入一氧化碳压缩机6，之后，将压缩的一氧化碳气体输入煤气储存罐7并对发生还原反应的还原装置4供热，同时也给用于白云石及菱镁矿等煅烧的回转窑10供热。
实施例3 将煅烧白云石112.96kg、煅烧菱镁矿28.67kg、石英石21.38kg及焦炭21.38kg经破碎装置1破碎，使其粒度在100～200目之间，较佳为150目，将破碎后物料在混料装置2中进行混料，然后，将混料于压料装置3中进行压制，成为块状体，并将压制成块状体的混料输送至还原装置4(Φ339，长3.25米，装料量200～210kg)进行还原反应，其中还原反应的温度为1225℃、真空度为10Pa、还原时间为14小时，经还原反应产生的粗镁经过精练、铸锭形成镁锭，产品的纯度为99.90％。另外，还原反应所产生的一氧化碳气体经过经真空泵机组5抽出并送入一氧化碳压缩机6，之后，将压缩的一氧化碳气体输入煤气储存罐7并对发生还原反应的还原装置4供热，同时也给用于白云石及菱镁矿等煅烧的回转窑10供热。
本发明的效果 本发明的碳热还原制备金属镁的方法，使用碳质还原剂取代了现有技术中硅热还原制备金属镁方法中的还原剂FeSi，由于不再使用价格昂贵的FeSi，其原材料价廉易得，从而大大降低了金属镁的生产成本，提高经济效益和市场竞争力。并且也省去了FeSi制备中的大量能耗，人力与时间成本，同时，排除了FeSi制备中的环境污染，响应了节能减排、绿色环保的要求。
另外，本申请通过采用碳质还原剂，再配入SiO2，引入CaSi2生产工艺原理，使得本发明中金属镁制备反应趋势远远大于现有技术的硅热还原法中金属镁制备的反应趋势，因而，金属镁的制备更加容易、快速，并且，一氧化碳回收利用来提供还原反应的热能，也大大降低了反应中的能耗。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种碳热还原制备金属镁的方法，其特征在于，将原料煅烧白云石、石英石与碳质还原剂破碎加工后混料，并压制成型，在真空状态下，使上述混料进行还原反应，制备金属镁。
2、根据权利要求1所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述还原反应为4CaO+5MgO+2SiO2+5C＝2(2CaO·SiO2)+5Mg+5CO，所述煅烧白云石、石英石与碳质还原剂按上述还原反应摩尔比配料。
3、根据权利要求1所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述原料中还包括煅烧菱镁矿。
4、根据权利要求3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述煅烧白云石、煅烧菱镁矿、石英石与碳质还原剂按上述还原反应摩尔比配料。
5、根据权利要求1或3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，还包括将还原反应所得到的一氧化碳进行回收利用对还原反应供热的步骤。
6、根据权利要求1或3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，还包括对还原反应后得到的金属镁进行精炼、铸锭的步骤。
7.根据权利要求1所述的制备金属镁的方法，其特征在于，破碎后的煅烧白云石、石英石与碳质还原剂的粒度为100～200目。
8、根据权利要求3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，破碎后的煅烧白云石、煅烧菱镁矿、石英石与碳质还原剂的粒度为100～200目。
9、根据权利要求1或3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述还原反应的温度为1150～1300℃、真空度为5～30Pa、还原时间为8～14小时。
10、根据权利要求3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述煅烧白云石由生石灰、煅烧石灰石或者其组合替代。
11、根据权利要求1或3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述煅烧菱镁矿由氧化镁代替。
12、根据权利要求1或3所述的制备金属镁的方法，其特征在于，所述碳质还原剂为石墨、木炭、焦炭或者其任意组合。
13、一种碳热还原制备金属镁方法的装置，其特征在于，包括将原料煅烧白云石、石英石、碳质还原剂混料的混料装置、用于煅烧白云石、石英石及碳质还原剂在真空状态下进行还原反应的还原装置及用于将还原反应所产生的一氧化碳回收利用的一氧化碳回收装置。
14、根据权利要求13所述的碳热还原制备金属镁方法的装置，其特征在于，所述原料还包括煅烧菱镁矿。
15、根据权利要求13所述的碳热还原制备金属镁方法的装置，其特征在于，所述还原装置连接有一真空泵机组及一煤气储存罐，所述一氧化碳回收装置包括一一氧化碳压缩机，连接于所述真空泵机组与煤气储存罐之间，用于使还原反应产生一氧化碳对还原反应供热。
16、根据权利要求13所述的碳热还原制备金属镁方法的装置，其特征在于，所述煤气储存罐与精炼装置连接，使还原反应产生的一氧化碳对精炼装置供热。
17、根据权利要求13所述的碳热还原制备金属镁方法的装置，其特征在于，还包括一用于煅烧白云石及/或菱镁矿的回转窑，所述煤气储存罐与所述回转窑连接，使还原反应产生的一氧化碳对回转窑供热。
18、根据权利要求13所述的碳热还原制备金属镁方法的装置，其特征在于，所述还原装置中还原反应的温度为1150～1300℃、真空度为5～30Pa、还原时间为8～14小时。
全文摘要
本发明公开一种碳热还原制备金属镁的方法及其装置，所述方法包括将原料煅烧白云石、石英石与碳质还原剂破碎后混料的步骤；将上述混料压制成块状体的步骤；在真空状态下，使上述压制成块状体的混料进行还原反应4CaO+5MgO+2SiO2+5C＝2(2CaO·SiO2)+5Mg+5CO，制备金属镁的步骤。其中，上述原料按照所示还原反应摩尔比配料。并且，所述碳质还原剂可为石墨、木炭或焦碳。并且，所述原料中还可包括煅烧菱镁矿或者氧化镁。此时，所述煅烧白云石可由生石灰或者煅烧石灰石代替。本方法引入CaSi2生产工艺原理，以碳质还原剂替代FeSi，大大的降低了生产成本，降低了能耗，降低了环境污染，并且加快了金属镁的制备速度。
文档编号C22B5/10GK101684524SQ20081022295
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者何锡钧, 张青松 申请人:何锡钧, 张青松