[发明专利]一种节能型镁纯化装置及其纯化工艺

说明书

一种节能型镁纯化装置，包括控制机构、进料组件、加热组件、过滤组件、冷却结晶组件、接收组件、抽真空组件和压力传感器，进料组件设置在加热组件的上方，过滤组件、冷却结晶组件和接收组件的内部相互贯通，并依次、顺序设置在加热组件的蒸汽出口处，用于分别对加热组件蒸汽出口处流出的金属镁蒸汽进行过滤、冷却和收集，加热组件由支架和炉体构成，炉体包括炉罐、设置在炉罐内部的主加热单元、设置在炉罐外部的辅加热单元、围设于炉罐外圆周的炉体外壳以及填充在炉体外壳与炉罐之间的保温材料。本发明通过加热组件结构、方式的改进，以及纯化工艺流程的改进，在相对较低的温度下，实现高纯镁的节能、有序、稳定和安全的连续化生产作业。

技术领域

本发明涉及工业镁纯化装置技术领域，具体的说是一种热利用率高、实用效果好的节能型镁纯化装置及其纯化工艺。

背景技术

镁是一种化学性质较为活泼的金属元素，常温下，即可与空气反应于外表面形成氧化镁层。镁也是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性、切削性和热疲劳性好、不易老化，导热性好、电磁屏蔽能力强、压铸工艺性能优异，易于回收等优点。在电子通讯集成器件行业、声像器材行业、电机行业、核动力装置行业、汽车行业、以及医疗行业等方面均具有广泛的用途。而随着高精产业的发展，现代工业对于精纯度较高的高纯金属镁的需求量也在不断增加。

现有技术在生产高纯镁的过程中，通常是将蒸发器置于加热炉中，通过蒸发器外围的高温加热使蒸发器内的的原料镁熔化、升华，并进入结晶器内。这种常规的镁纯化装置主要存在以下几点显著缺陷：其一、高温加热装置位于蒸发器的外侧，为了实现蒸发器内沸点为1107℃的镁的蒸发，位于外部的高温加热装置将至少加热至1200℃左右才能实现相应的镁蒸发功用，存在热传递效率低，热量损失大，能耗较高的问题；其二、现有技术在镁的纯化过程中所采用的蒸发罐、冷凝器、收集器等装置一般均由不锈钢材料制成，不锈钢材料在1200℃左右的高温下材料性能降低，将发生部分变性，而变形的不锈钢在接触镁蒸汽后，特别是在通过金属过滤器后，往往会造成二次污染，使成品高纯镁的纯度降低，甚至不能满足生产要求；其三、需要定时、定点的停车进行炉内蒸发器的取出和进、出料，生产效率较低，安全性差，不能实现连续化持续作业。同时，现有的关于99.99%的高纯镁生产均存在生产工序复杂、生产成本较高的问题。

因此，如何对现有技术中的镁纯化工艺和装置进行有效的改进，使其能够节能、稳定、有序、安全的实现高纯镁的连续化生产作业实为必要。

发明内容

本发明的技术目的为：通过加热组件结构和加热方式的改进，以及纯化工艺流程的改进，在相对较低的温度下，实现高纯镁的节能、有序、稳定和安全的连续化生产作业。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种节能型镁纯化装置，包括控制机构、进料组件、加热组件、过滤组件、冷却结晶组件、接收组件、抽真空组件和压力传感器，进料组件设置在加热组件的上方，用于向加热组件的内部进行进料，过滤组件、冷却结晶组件和接收组件的内部相互贯通，并依次、顺序设置在加热组件的蒸汽出口处，用于分别对加热组件蒸汽出口处流出的金属镁蒸汽进行过滤、冷却和收集，所述的加热组件由支架和设置在支架上方的炉体构成，所述的炉体包括内部呈中空结构的炉罐、设置在炉罐内部的主加热单元、设置在炉罐外部的辅加热单元、围设于炉罐外圆周的炉体外壳以及填充在炉体外壳与炉罐之间的保温材料；

所述的主加热单元包括竖直设置在炉罐内部的多个炉内加热管，该炉内加热管的下端延伸出炉罐至炉体外壳的内底面，并呈开口结构，在每个炉内加热管的内部均配设有一个呈倒U型的加热元件，且每个炉内加热管的下方还设置有一个支撑盖，所述的支撑盖上设置有用于固定加热元件的夹紧装置；所述的辅加热单元包括均匀绕设在炉罐侧壁外表面上的电阻丝，所述的加热元件和电阻丝均与控制机构电连接；

在炉罐的顶端设置有一个中心加料口和多个四周加料口，进料组件对接设置在中心加料口和四周加料口的上方，并通过真空方式向炉罐内进料，在中心加料口的一侧还设置有金属镁蒸汽出口，该金属镁蒸汽出口与过滤组件对接；