专利名称：一种金属镁还原工艺及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属冶炼领域的金属镁冶炼，特别是涉及一种金属镁还原工艺及
系统，用以代替目前采用的以镁还原炉为核心的热法镁还原工艺。
背景技术：
金属镁还原工艺是热法镁冶炼生产的核心工艺，其作用是将上道工序来的球状原 料与特定的还原剂按比例混合后，加入在还原炉内排列的镁还原罐内，在抽真空的条件下， 镁还原炉加热镁还原罐体。罐内的物料在高温下与还原剂发生还原反应，金属镁开始蒸发， 呈蒸汽状溢出至镁还原罐的冷却段，并在罐口处的结晶器上冷却，凝结为环状金属镁结晶 体，完成其还原过程。然后拆下结晶器、扒出高温废渣、再装入物料进行加热还原。
现有的金属镁热法还原工艺，其还原过程主要靠镁还原炉实现。还原完成后，还 要在还原炉前进行如下操作从罐口处拆下结晶器、采用人工扒出 120(TC的高温废渣， 待其自然冷却后，运往废渣倾倒点，再采用人工方法向还原罐内加入物料，继续加热还原过 程。这种工艺具有以下几方面的缺点1、必须采用镁还原炉提供热能，加热罐体完成金属镁 还原，工艺设备配置复杂；2、还原炉造价高、运行费用高、维修工作量大；3、炉温控制误差 大，罐内物料还原不充分、金属镁产品出率低；4、还原罐体加热温度不均匀，容易过热，引起 罐体严重氧化、增加生产成本；5、在还原炉前完成的装料、出镁、出渣等操作难以实现机械 化操作、劳动条件差；6、高温废渣携带的大量余热得不到利用，不符合节能减排的原则；7、 工艺流程不合理，增加了生产中的物流成本。
发明内容
本发明就是为了解决上述技术问题而提供一种金属镁还原工艺及系统，目的是解 决现有的金属镁热法还原工艺配置复杂、还原炉造价和运行费用高、还原温度控制不精确、 出镁率低、还原罐加热温度不均导致氧化损坏、难以实现机械化操作、不符合节能减排的循 环经济原则、工艺流程不合理的问题。 为了解决上述技术问题本发明是这样实现的一种金属镁还原工艺，包括下述步 骤在还原区按抽真空系统分组排列的单体金属镁还原装置完成其还原过程后，由移动装 置将其移动至出镁区，进行出镁操作；出完镁的单体金属镁还原装置被移动至出渣区，进行 出渣操作；出渣后再移动至装料区，进行装料操作，最后再移动至还原区，进入编组通电加 热。 所述的进行出渣操作由单体金属镁还原装置出来的高温废渣，进入换热设备，经 换热后的冷却废渣进入废渣输出机构，运至废渣集中处理点。
所述的换热设备由供水泵打入换热介质。
所述的换热介质为水。 所述的换热设备生产出的蒸汽，供给还原区的抽真空系统，以驱动其蒸汽泵。
所述的高温废渣以小间隔、半连续地倾入换热设备。
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所述的装料区进行安装结晶器，密封金属镁还原装置的罐口。 所述的出镁区采用镁环脱出设备进行出镁操作，脱出的镁环由连续输出机构输送 到下一工序，出镁后的结晶器在该区经结晶器清理装置清理后，送入装料区待下一周期使 用。 —种金属镁还原系统，包括还原区，还原区与出镁区连通，出镁区与出渣区连通， 出渣区与装料区连通，装料区与还原区连通，金属镁还原装置在还原区、出镁区、出渣区和 装料区内连续循环移动运行。 所述的出镁区设有镁环脱出设备和连续输送机构，出镁区具有结晶器清理装置。 所述的出渣区内的换热设备的下方设有废渣输出机构，换热设备进口与供水泵通
过管路连接，换热设备出口通过蒸汽输送管与还原区连接。 所述的蒸汽输送管与还原区内的抽真空系统连接。 所述的装料区设有定量装料设备。 所述的定量装料设备与制球生产线相连接。 所述的金属镁还原装置设在移动装置上。 所述的移动装置上设有废渣倾倒机构，金属镁还原装置设在废渣倾倒机构上。
本发明的优点效果 1、简化了工艺流程，改变了传统的镁还原炉生产方式，节省了镁还原炉运行维护 费用，同时终止了由镁还原炉带来的工业废气排放和污染，同时避免了由于镁还原炉热效 率低所带来的能源浪费。 2、电加热的金属镁还原装置，可根据抽真空系统的形式和能力灵活分组配置，增 加了工艺配置的灵活性。 3、对于每个电加热的单体金属镁还原装置，可以做到加热温度的精确控制、縮短 加热周期，可提高出镁率和综合产量。 4、精确控制的加热温度，可避免单体还原装置的过热，延长其罐体的使用寿命，有 效降低生产成本。 5、所有的还原、装料、出镁、出渣等操作，均可分别在专门的场地区域完成，易于实 现机械化操作，有效改善工人的劳动条件。 6、所述的工艺流程可使出渣操作小间隔、半连续化，高温废渣所携带的大量余热 可得到循环利用。 7、本发明以金属镁还原装置连续移动、分区操作为主要特征，可使金属镁还原流 程趋向更合理、更优化，将有效降低生产中的物流成本。 8、得到回收的余热可用来生产蒸汽，供给还原区的抽真空系统，用来驱动其蒸汽 泵，达到余热循环利用的目的。
图1是本发明工艺流程示意图。 图中1、还原区；2、出镁区；3、出渣区；4、装料区；5、金属镁还原装置；6、移动装 置；7、镁环脱出设备；8、结晶器清理装置；9、抽真空系统；10、废渣倾倒机构；11 、高温废渣； 12、换热设备；13、供水泵；14、冷水；15、蒸汽；16、冷却废渣；17、废渣输出机构；18、定量装料设备；19、结晶器；20、镁环连续输出机构。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例 所限。 如图所示，本发明包括下述步骤在还原区1按抽真空系统9分组排列的单体金属 镁还原装置5完成其还原过程后，由移动装置6将其移动至出镁区2，采用镁环脱出设备7 进行出镁操作，脱出的镁环由连续输出机构20输送到下一工序，出镁后的结晶器19在该区 经结晶器清理装置8清理后，送入装料区4待下一周期使用；出完镁的单体金属镁还原装置 5经移动装置6移动至出渣区3，由安装在移动装置6上的废渣倾倒机构10进行出渣操作， 由单体金属镁还原装置5出来的高温废渣11进入换热设备12，高温废渣11以小间隔、半连 续的形式倾入换热设备12，换热设备12由供水泵13打入换热介质14，换热介质为水，换热 设备12生产出的蒸汽15，供给还原区的抽真空系统9，以驱动其蒸汽泵。经换热后的冷却 废渣16进入废渣输出机构17，运至废渣集中处理点；出渣后移动装置6再将单体金属镁还 原装置5移动至装料区4，采用定量装料设备18进行装料操作，并安装清理后的结晶器19、 密封金属镁还原装置的罐口，最后再移动至还原区l，进入编组通电加热。金属镁还原装置 5的具体结构为现有技术，结构不再详细描述。 —种金属镁还原系统，包括还原区l，还原区1与出镁区2连通，出镁区2设有镁环 脱出设备7、结晶器清理装置8和连续输送机构20 ;出镁区2与出渣区3连通，出渣区3内 的换热设备12的下方设有废渣输出机构17，换热设备12的换热介质进口与供水泵13通 过管路连接，换热设备12的蒸汽出口通过蒸汽输送管与还原区1连接，出渣区3与装料区 4连通，装料区4设有定量装料设备18，定量装料设备与本系统外的制球生产线相连接，装 料区4与还原区1连通，金属镁还原装置5在还原区1、出镁区2、出渣区3和装料区4内连 续循环移动运行。 在还原区采用电加热的金属镁还原装置，使每个单体还原装置都在外部绝热的条 件下加热并完成还原过程。然后由专用移动设备将单体还原装置移动至出镁区、出渣区及 装料区，在机械化操作过程中依次完成其出镁、出渣、装料过程，重新进入还原区进行下一 轮还原操作。特别是在所述的出渣区，还要同时完成高温废渣余热的回收过程。
权利要求
一种金属镁还原工艺，其特征在于包括下述步骤在还原区(1)按抽真空系统分组排列的单体金属镁还原装置(5)完成其还原过程后，由移动装置将其移动至出镁区(2)，进行出镁操作；出完镁的单体金属镁还原装置被移动至出渣区(3)，进行出渣操作；出渣后再移动至装料区(4)，进行装料操作，最后再移动至还原区，进入编组通电加热。
2. 根据权利要求1所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的进行出渣操作由单 体金属镁还原装置出来的高温废渣(ll)，进入换热设备(12)，经换热后的冷却废渣进入废 渣输出机构(17)，运至废渣集中处理点。
3. 根据权利要求2所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的换热设备(12)由供 水泵(13)打入换热介质(14)。
4. 根据权利要求3所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的换热介质(14)为水。
5. 根据权利要求3所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的换热设备(12)生产 出的蒸汽(15)，供给还原区(1)的抽真空系统(9)，以驱动其蒸汽泵。
6. 根据权利要求2所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的高温废渣(11)以小 间隔、半连续地倾入换热设备(12)。
7. 根据权利要求l所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的装料区(4)进行安 装结晶器(19)，密封金属镁还原装置的罐口。
8. 根据权利要求l所述的一种金属镁还原工艺，其特征在于所述的出镁区(2)采用镁 环脱出设备(7)进行出镁操作，脱出的镁环由连续输出机构(20)输送到下一工序，出镁后 的结晶器(19)在该区经结晶器清理装置(8)清理后，送入装料区(4)待下一周期使用。
9. 一种金属镁还原系统，包括还原区(l)，其特征在于还原区(1)与出镁区(2)连通， 出镁区(2)与出渣区(3)连通，出渣区(3)与装料区(4)连通，装料区(4)与还原区(1)连 通，金属镁还原装置(5)在还原区(2)、出镁区(2)、出渣区(2)和装料区(4)内连续循环移 动运行。
10. 根据权利要求9所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的出镁区(2)设有镁 环脱出设备(7)和连续输送机构(20)，出镁区(2)具有结晶器清理装置(8)。
11. 根据权利要求9所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的出渣区(3)内的换 热设备(12)的下方设有废渣输出机构(17)，换热设备(12)进口与供水泵(13)通过管路连 接，换热设备(12)出口通过蒸汽输送管与还原区(1)连接。
12. 根据权利要求11所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的蒸汽输送管与还 原区(1)内的抽真空系统(9)连接。
13. 根据权利要求9所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的装料区(4)设有定 量装料设备(18)。
14. 根据权利要求13所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的定量装料设备 (18)与制球生产线相连接。
15. 根据权利要求9所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的金属镁还原装置 (5)设在移动装置(6)上。
16. 根据权利要求15所述的一种金属镁还原系统，其特征在于所述的移动装置(6)上 设有废渣倾倒机构(IO)，金属镁还原装置(5)设在废渣倾倒机构(10)上。
全文摘要
本发明涉及有色金属冶炼领域的金属镁冶炼，特别是涉及一种金属镁还原工艺及系统，一种金属镁还原工艺，包括下述步骤在还原区按抽真空系统分组排列的单体金属镁还原装置完成其还原过程后，由移动装置将其移动至出镁区，进行出镁操作；出完镁的单体金属镁还原装置被移动至出渣区，进行出渣操作；出渣后再移动至装料区，进行装料操作，最后再移动至还原区，进入编组通电加热。本发明的优点效果节省了镁还原炉运行维护费用，终止了工业废气排放和污染，避免了能源浪费，提高出镁率和综合产量，延长其罐体的使用寿命，有效降低生产成本，有效改善工人的劳动条件，达到余热循环利用的目的。
文档编号C22B26/22GK101748294SQ20081022943
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者于国友, 刘雅锋, 张晓新, 曹广和, 王忠心 申请人:沈阳铝镁设计研究院