[发明专利]高纯镁半连续蒸馏生产方法

说明书

技术领域

本发明属于金属镁生产领域，具体为金属粗镁半连续方法制取高纯镁。

背景技术

金属镁是一种密度小、比强度高，对电磁波具有屏蔽作用，没有磁性流动性高，铸造性能好，易于加工，易于回收，且资源极为丰富的一种金属材料，广泛用航天航空，武器装备，交通工具，工程机械，冶金化工等，是一种将来有期望替代钢铁，铝，铜等传统结构材料的绿色金属。

与此同时，作为结构材料，金属镁也有一些固有的缺陷，金属镁中的杂质影响镁的各种性质，镁中的铁、铜、镍极大的影响镁的耐腐蚀性能。特别是铜、铁、镍等一些杂质含量高时，它的一些缺陷更为突出。如塑形差，难以成形以及容易腐蚀的重大缺陷。在金属镁冶炼过程中，通过改革生产工艺，加强工艺管理，如采用提高煅烧白云石的灼减，提高还原料球团的加强，球团中粉料和碎料通过筛分的除去，还原罐中挡火板的结构形状，以及开启真空阀的快慢，还有精炼过程中延长镁溶液的沉降时间，通过以上工艺管理工作的加强，均可削弱其缺陷；但更为重要的是，采用提高镁产品纯度，降低杂质含量，特别是镁中铁、铜、镍的含量更是提高其耐腐蚀性能的有效措施。提高镁的纯度除加强镁冶炼的工艺管理，从技术上可采用熔剂精炼，填加钛、锆、锰等物质及区域熔融法和真空精馏等工艺除去镁中杂质，达到提高纯度之目的。溶剂法，区域熔融法，蒸馏法均能除去镁中部分杂质。在镁行业传统的精馏法利用镁中杂质沸点不同分为低沸点和高沸点分别分开进行蒸馏，整个精馏装置复杂、能耗高、管理难度大、生产效率低、产品成本高，不易于大规模生产；而且今后镁的应用范围越广，废旧镁产品种类越多，需要分离的工作量越大，通过该工艺把粗镁进行精制和废旧镁产品进行回收利用将是镁资源有效利用的好方法，前景十分良好。

因此，有必要设计一种既包括粗馏分出高沸点杂质，又能在低温下分离出低沸点杂质元素的半连续蒸馏方法。

发明内容

蒸馏法是一种提高镁纯度的方法，蒸馏法分为一次蒸馏和多次蒸馏。本发明目的是提供一种半连续蒸馏方法，并利用半连续蒸馏生产装置把镁的原液或废镁合金熔液加入系统，镁在粗镏塔中的蒸馏过程连续起来操作，粗镏塔中分离高沸点杂质，杂质从粗馏塔底中排出，精馏塔中分离低沸点杂质，精馏塔上的低沸点杂质在结晶状态定期间歇排出，最后制出液态高纯度镁从精馏塔中排出后制成高纯镁锭。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种高纯镁半连续蒸馏生产方法，包括如下步骤：

（1）、熔化含有多种杂质的粗镁或回收回来的含有各种杂质的废镁的混合金属制品在熔化锅中熔化；

（2）、熔化的粗镁用镁液输送泵加入中间锅中，保温665-700℃；

（3）、通过插入中间锅中的与粗镏塔连接的镁液输送管，在真空条件下，高温镁液被吸入粗镏塔中，插入管插入深度始终保持在400-500mm处；

（4）、进入粗镏塔中的镁液和低于镁沸点的低沸点杂质在真空和加热的条件下气化成气体；

（5）、粗馏塔中的镁及低于镁沸点的锌、钾、钠等金属气体通过粗馏塔和精馏塔连通管进入精馏塔，而粗馏塔中含有大量高沸点杂质的粗镁液进入不锈钢蛇形液封排出，作为镁含量低铸锭，作为钢铁脱氧脱硫和烟花鞭炮用镁粉产品外销；

（6）、精馏塔中镁蒸汽经塔壁降温控制，在精馏塔中下部冷凝成精镁熔体，经精镁不锈钢蛇形液封管排出，冷却成液体后铸锭成为高纯度镁锭产品；

（7）、精馏塔中镁蒸气经冷凝成液体后，低沸点元素在真空条件下，进一步降温冷却在精馏塔上部的低沸点元素结晶器中进行冷却结晶，进行回收。

本发明方法是基于金属镁的初级产品的提纯加工及精制，粗镁中的杂质主要有镁的氧化物、碳化物，钙的氧化物、碳化物、氮化物，硅的单质及氧化物，还有铁的单质及氧化物，另外还有一些铜、镍锌等有色金属的单质和化合物，这些物质在不同的温度条件下都会气化，也就是有不同的沸点，根据各杂质沸点的不同，进行分离和提纯。在此基础上，以镁元素的沸点为基础分为高沸点和低沸点两部分，通过粗馏分离出高沸点杂质，粗馏后的镁液再进入精馏部分，分离出含量较低的钾、钠、锌等杂质，最后得到高纯的金属镁。

附图说明

图1表示本发明的工艺流程示意图。

图2表示应用于本发明工艺的装置结构示意图。