[发明专利]一种真空铝热还原生产镁锂合金的方法

权利要求书

1.一种真空铝热还原生产镁锂合金的方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）将白云石在1100~1200℃条件下煅烧2~10小时，制成煅后白云石；将煅后白云石磨细至粒径≤0.15mm，制成煅后白云石粉；将煅后白云石粉与一水氢氧化锂混合均匀，制成球团；制团压力50~200MPa；煅后白云石粉与一水氢氧化锂的混合比例按质量比为煅后白云石粉:一水氢氧化锂=（1.4~3.5）:1；

（2）将球团升温至800~1100℃，并在800~1100℃条件下煅烧2~10小时；升温过程中，白云石中的CaO·MgO促进一水氢氧化锂的脱水；煅烧过程中氢氧化锂分解生成氧化锂，CaO和MgO在氢氧化锂的分解过程中充当骨料；煅烧完成后获得由CaO·MgO和Li₂O组成的煅烧料；

（3）将煅烧料磨细至粒径≤0.075mm，然后与铝粉混合均匀，制成二次球团；制团压力50~200MPa；

（4）将二次球团置于还原罐内，在真空度0.01~10Pa和温度1100~1250℃条件下进行真空还原，时间2~10小时，金属镁和金属锂以气态形式被蒸馏出来，在还原罐的结晶端冷凝并完成合金化，结晶形成粗镁锂合金；锂的还原率≥99%；还原罐内剩余物料为还原渣，主要物相为12CaO• 7Al₂O₃；镁回收率为88~95%；

（5）将粗镁锂合金在氩气气氛条件下加热至500~700℃熔化，然后加入精炼剂进行精炼，精炼完成后在合金熔体上层和底部形成精炼渣；将精炼渣捞出，将合金熔体浇铸制成镁锂合金。

2.根据权利要求1所述的一种真空铝热还原生产镁锂合金的方法，其特征在于步骤（2）中，升温和煅烧时发生的主要反应的反应式为：

70~150℃时4LiOH•H₂O+CaO·MgO= Ca(OH)₂•Mg(OH)₂ +LiOH （1）、

350~600℃时Ca(OH)₂•Mg(OH)₂ =CaO·MgO+H₂O （2）和

600~1000℃时2LiOH =Li₂O+H₂O （3）。

3.根据权利要求1所述的一种真空铝热还原生产镁锂合金的方法，其特征在于步骤（3）中，铝粉的用量为煅烧料中的氧化镁和氧化锂与铝完全反应理论用量的95~105%，完全反应所依据的反应式为：

2Al +4 Li₂O = Li₂O•Al₂O₃+6Li （3）、

9Li₂O•Al₂O₃ +38Al+48(CaO•MgO)== 4(12CaO• 7Al₂O₃)+18Li+48Mg （4）和

Li₂O•Al₂O₃ +2Al+2(CaO•MgO)== 2(CaO• Al₂O₃)+2Li+2Mg （5）。

4.根据权利要求1所述的一种真空铝热还原生产镁锂合金的方法，其特征在于步骤（5）中，精炼温度500~700℃，时间5~30min；精炼在氩气气氛条件下进行；精炼剂的成分按质量百分比含LiCl 10~80%，LiF 10~80%，KCl 0~50%，KF 0~50%，MgCl₂ 0~50%，MgF₂ 0~30%，CaF₂0~30%，全部成分总量为100%；精炼剂的用量为粗镁锂合金总质量的1~5%。