一种热态镁精炼渣原位在线处理方法及装置

本发明涉及镁精炼渣处理，具体为一种热态镁精炼渣原位在线处理方法及装置。

背景技术：

1、工业上常常采用电解法和皮江法（又称硅热还原法）来冶炼生产金属镁，皮江法炼镁工艺流程短、投资少、成本较低，在高温和真空条件下，将白云石煅烧得到的氧化镁还原后得到镁蒸汽，镁蒸汽冷凝后又得到粗镁，粗镁中含有一定数量的氧化物杂质，为了提供质量合格的镁锭产品，需要再次通过精炼去除这些杂质。通常采用熔剂精炼法去除粗镁中的杂质，熔剂配方主要为nacl、kcl、mgcl2和具有特定功能的氟化物，大部分氧化物能被nacl和kcl润湿，像mgo和cao能和mgcl2形成稳定的配合物，氧化物杂质迁移到熔剂中。na和k等金属杂质会和mgcl2发生置换反应，这些杂质都会进入熔剂中，从而实现粗镁精炼，熔剂与金属镁因存在巨大的物性差异而会分层，熔剂由于吸收了大量的杂质而变成镁精炼渣，并定时从精炼炉排放到渣包中。由此可见，熔剂对粗镁精炼起着很重要的作用，精炼后熔剂流向镁精炼渣中，由于熔剂易于水解和吸潮，所以镁精炼渣不能露天堆放，更加不能填埋，同时由于镁精炼渣中氧化物杂质的粒径很小，目前工业上没有高效的分离技术来直接在线处理镁精炼渣，大量的镁精炼渣只能堆存在库房中。另外，一般的实验室处理过程为：先对镁精炼渣水解后蒸发提取盐熔剂，剩余的固相则制备成相关的产品，但这种方法需要大量的水资源，蒸发结晶过程耗能高，效率比较低下。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的主要目的是提出一种热态镁精炼渣原位在线处理方法及装置，镁精炼渣中含有大量的熔剂成分，如果能在镁精炼渣从精炼炉中排出时在线分离出这些熔剂，并将这些熔剂循环回用到粗镁精炼过程中，不仅能实现资源高效循环利用，还能降低粗镁精炼和镁精炼渣处理时的工序能耗，达到减碳降碳的目的。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种热态镁精炼渣原位在线处理方法，包括如下步骤：

4、s1、将粗镁熔剂精炼时产生的热态镁精炼渣排放到具有加热和保温功能的渣包中，确保镁精炼渣具有良好的流动性；

5、s2、开启分离器进入旋转状态，以一定的转速将分离器浸入镁精炼渣中；

6、s3、调整分离器的转速和浸入镁精炼渣的深度，使镁精炼渣固液混合体持续地进入分离器中，期间熔剂液相回流到渣包中，而氧化物固相则拦截于分离器内部，以此实现固液分离，排出氧化物固相；

7、s4、重复步骤s3，直至不再有氧化物固相被排出，渣包中剩余的液相则为高纯度的熔剂，可以循环回用到粗镁熔剂精炼。

8、作为本发明所述的一种热态镁精炼渣原位在线处理方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，粗镁熔剂精炼时产生的热态镁精炼渣的温度为710～740℃。

9、作为本发明所述的一种热态镁精炼渣原位在线处理方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，控制渣包中的镁精炼渣的温度为600～700℃。

10、作为本发明所述的一种热态镁精炼渣原位在线处理方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，分离器旋转时产生的重力系数为100～500g。

11、作为本发明所述的一种热态镁精炼渣原位在线处理方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，分离器浸入镁精炼渣的深度为10～15cm。

12、作为本发明所述的一种热态镁精炼渣原位在线处理方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，分离器旋转时间为1～10min。

13、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

14、一种热态镁精炼渣原位在线处理装置，用于实现上述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，包括：

15、支撑系统和分离系统；

16、支撑系统由支撑主体、旋转与升降主体和水平悬臂组成；支撑主体上耦合安装有旋转与升降主体和水平悬臂，用于实现分离系统的水平旋转和垂直升降；

17、分离系统包括分离器旋转连接杆、分离器；分离器旋转连接杆与水平悬臂连接，控制分离器稳定旋转运行。

18、作为本发明所述的一种热态镁精炼渣原位在线处理装置的优选方案，其中：分离器包括分离器主体、分离器外壳，分离器外壳与分离器主体配合嵌套，完成分离处理后将分离器主体从分离器外壳移出，排出分离器内部的氧化物固相。

19、本发明的有益效果如下：

20、本发明提出一种热态镁精炼渣原位在线处理方法及装置，可充分利用镁精炼渣排放时具有的潜热，利用分离器实现镁精炼渣固液混合体原位在线高效分离，且熔剂液相可回用到粗镁溶剂精炼过程，实现炼镁资源高效循环利用，本发明热态镁精炼渣原位在线处理后固相去除率达94%以上，渣包中熔剂的纯度达98%以上。

技术特征：

1.一种热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，所述步骤s1中，粗镁熔剂精炼时产生的热态镁精炼渣的温度为710～740℃。

3.根据权利要求1所述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，所述步骤s1中，控制渣包中的镁精炼渣的温度为600～700℃。

4.根据权利要求1所述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，所述步骤s3中，分离器旋转时产生的重力系数为100～500g。

5.根据权利要求1所述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，所述步骤s3中，分离器浸入镁精炼渣的深度为10～15cm。

6.根据权利要求1所述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，所述步骤s3中，分离器旋转时间为1～10min。

7.一种热态镁精炼渣原位在线处理装置，用于实现权利要求1-6任一项所述的热态镁精炼渣原位在线处理方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求1所述的热态镁精炼渣原位在线处理装置，其特征在于，分离器包括分离器主体、分离器外壳，分离器外壳与分离器主体配合嵌套，完成分离处理后将分离器主体从分离器外壳移出，排出分离器内部的氧化物固相。

技术总结
本发明属于镁精炼渣处理技术领域，具体为一种热态镁精炼渣原位在线处理方法及装置，可充分利用镁精炼渣排放时具有的潜热，利用分离器实现镁精炼渣固液混合体原位在线高效分离，且熔剂液相可回用到粗镁溶剂精炼过程，实现炼镁资源高效循环利用，本发明热态镁精炼渣原位在线处理后固相去除率达94%以上，渣包中熔剂的纯度达98%以上。

技术研发人员：高金涛,郭占成,兰茜,汪增武,李想
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16