[实用新型]一种制备高纯镁的镁蒸汽过滤装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高纯镁制备装置的技术领域，具体涉及一种制备高纯镁的镁蒸汽过滤装置。

背景技术

近年来，国际市场对原镁的需求量在逐年增加，通过原镁深加工领域越来越宽广，是航空航天，汽车，电子设备，建筑，民用镁合金产品的重要原材料；而镁合金又被誉为“21世纪的绿色工程材料”。从镁的形势看，原镁的产量在逐年增加，中国的原镁产量已经稳居世界第一，而终端镁制品及镁合金产品应用水平远低于原镁发展速度。其中最主要的原因之一是原镁质量差，不符合生产优质镁合金质量标准，制约了原镁在镁合金及各领域的有效推广。所以从生产普通镁锭向优质镁锭的转变是镁产业发展的必由之路。

在实际生产中，原镁中有许多有害金属杂质和非金属氧化物，通过熔剂精炼虽然能达到高纯镁的要求，但也消耗了大量的熔剂，同时带进了大量的氯离子影响了后续合金的力学性能，也增加了生产成本，为了寻求获得低成本高纯优质的洁净镁锭，以提高产品的市场竞争力和提供性能更优良的镁合金材料，人们尝试了很多方法。普遍通过镁锭低温二次升华、二次精炼工艺获得高纯镁，但此工艺需要的设备和能源增多，步骤繁琐，产能较低，成本较高，比普通镁锭成本增加30%，应用量较少，每吨达2.5万元左右。 

申请号为200720000827.8的专利公开了一种制备高纯镁的装置，其是在还原罐中装有料球，在料球和还原罐冷端间设有多孔过滤器，但由于受过滤器材质、过滤筛网面积、结晶器形状影响，在生产实践中存在操作繁琐、过滤器高温容易烧坏、使用寿命短，去除杂质效果并不理想，不能在实践中连续使用。为此，急需研发一种结构简单合理，材质优良，成本低廉、实用的杂质分离装置，使生产的镁锭成本低、纯度高、质量优，使制造的镁合金材料性能更优良的，可作为优质海绵钛、高电位牺牲阳极及特种合金生产的首选材料。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题和不足，本实用新型提供了一种制备高纯镁的镁蒸汽过滤装置。

本实用新型是由如下技术方案实现的：一种制备高纯镁的镁蒸汽过滤装置，包括装有原料球的还原罐、设于结晶器上的堵截器，设于结晶器外围的冷却装置，在所述原料球与结晶器之间设置堵截器，所述结晶器为喇叭状，所述冷却装置为水套。所述堵截器为通过铁板焊接的两层圆形隔热板，第一层隔热板与结晶器大口径端相连接，第二层隔热板与原料球相邻。第一层隔热板为四孔圆形板，第二层隔热板为单孔圆形板。所述第一层隔热板与第二层隔热板之间间隔30-80mm。

堵截器为通过铁板连接的两层隔热板，第一层为单孔，第二层为四孔，中间间隔60毫米左右，可以起到机械过滤和调整温度的效果。隔热板上孔径大小以还原罐中所放置原料的不同而定。将堵截器安装在还原罐中的原料球与结晶器之间，还原初期抽真空时，携带高速气流经过2层过滤，可以极大的将还原初期和开罐阶段的粉尘截留下来。还原中期，堵截器在还原罐与结晶器之间形成温度过渡区，其温度为700-1000℃，在5-20Pa的真空状态下，反应物经过8-9h还原，温度达到1200℃，携带杂质金属元素的镁蒸汽经过堵截器，截面面积变化、引起流速、温度变化，杂质金属元素在镁蒸汽中压力变化，最终杂质金属元素优先在堵截器中结晶，而镁蒸汽则进入结晶器中结晶，结晶器中温度为400-500℃。喇叭状的结晶器，体现了蒸汽的凝结顺序：结晶器外部的水套通过循环水，结晶时结晶器内部由内壁向中心顺序结晶，当粗镁结晶达到一定厚度时，镁蒸汽开始沿着结晶器中心由小口径端向大口径端结晶，蒸汽中杂质金属元素从大口径端向小口径端依次降低。

本实用新型所述堵截器的隔热板采用Cr₂₄Ni₇合金钢铸件制成，耐热，不出现堵塞现象，使用寿命长，成本低，性价比高。采用本实用新型所述杂质分离装置制备的镁，其中Al、Zn、Mn、Si等主控杂质元素含量明显下降，镁锭品质提高，纯度可以达到国标99.95%各项成分要求，能用于做高电位阳极、海绵钛及各种优质合金材料，且生产成本和普通镁锭生产成本接近。

附图说明

图1为本实用新型的制备高纯镁的镁蒸汽过滤装置的结构示意图；

图2为本实用新型堵截器的结构示意图；

图3为本实用新型堵截器的俯视图。

图中：1-原料球；2-还原罐；3-结晶器；4-堵截器；5-冷却装置；6-铁板；7-第一层隔热板；8-第二层隔热板。

具体实施方式