金属镁生产工艺流程及耐火材料介绍

发布时间：2024/4/18 16:45:03

金属镁生产工艺流程概述：白云石由破碎机破碎合格的物料（30-40mm），用回转窑烧结，煅烧成煅白，经冷却机冷却，再经过球磨机磨成粉，再经压球机压成球，经破碎后与硅铁粉（含硅75%）和萤石粉（含GaF2）=95%混合均匀制成团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及真空的1.33Pa真空度下还原制取粗镁，经过溶剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。

随着社会的不断进步，科学技术的不断提高，金属镁的生产工艺越来越成熟。就目前现在的情况看来，金属镁生产工艺流程大致可以可以分为两个主要的方法，其一就是热还原法，其二就是电解法，这两种方法又可以细分为好几种不同的方法。每一种方法都有其优点以及特殊用途。

1、金属镁生产工艺流程热还原法介绍：热还原法的应用，主要是利用化学物质硅来实现对金属镁的提纯。在生产过程中使用到的原料有碳化硅，氧化钙还有纯净物硅，其所产生的化学反应所需要的条件就是高温和真空，高温时其的温度要达到1100~1250摄氏度。我们所知道的热还原法制造金属镁时，按照所需要的反应设备的不同，又分为好几种不一样的方法，但他们的原理都是相同的。根据设备的不同，划分为四种不同的方法，分别为皮江法，巴尔扎诺法，玛格尼法，MTMP法，现在就这四种先进行讨论。

2、金属镁生产工艺流程皮江法介绍：皮江法是一种比较典型的一种生产金属镁的方法，在该方法中需要的原材料有白云石矿，萤石，硅矿，焦炭还有废铁。在生产过程中现将白云石矿在回转窑里进行煅烧生成煅白（MgO·CaO），然后将其进行粉碎，然后将萤石粉碎，将两者的`混合物放入混合球中，还有将硅矿，焦炭，废铁放入电弧炉中进行反应再进行粉碎生成硅铁粉末，将其与混合器中的混合物放入制球机中，再投入还原炉并加入包含硅铁，萤石的球团，经过还原反应就会生成镁晶体，然后在再融化提纯，生成金属镁。该方法生产的时间周期差不多是10个小时左右。工艺流程差不多分为了3各阶段，包括预热期，低真空加热期还有就是高真空加热期。

金属镁还原炉包括卧式炉和立式炉,卧式炉用耐火材料主要是由炉顶,炉墙,托罐砖,支撑砖,罐口砖构成,立式炉用耐火材料主要是由炉顶,炉墙,烧嘴砖,蓄热室构成,炉顶,炉墙,托罐砖,支撑砖,罐口砖,烧嘴砖和蓄热室为不同尺寸的砌筑单元,砌筑单元是由不需要高温烧成的浇注料或捣打料等耐火材料预先浇注或压制而成。

3、金属镁生产工艺流程巴尔扎诺法介绍：巴尔扎诺法是在皮江法的基础上发展而来的，其基本的工艺流程与皮江法很相似，不过有些地方是不一样的。其主要的区别就是他在反应过程中不会对白云石以及硅铁进行压制变成团块而是直接利用电加热器对其进行加热，就这样而言是一种比较节能的方法，现在这种方法被巴西的一家公司所采用。

4、金属镁生产工艺流程玛格尼法介绍：玛格尼法在1960年前后发现的，在我们看来其追显著的特点就是采用的是比较节能的一种方法，不过其的反应周期比较长，比起皮江法是十个小时来说，其反应时间差不多是他的两倍，一般为16~24个小时。在反应容器内，容器内物质的形态一般那都是液态，再有就是他的反应温度也是比较高的，一般都超过皮江法的上线，都有1300~1700℃。在生产过程中吗，金属镁是以气态或者液态的形式生成与冷凝器之中。

5、金属镁生产工艺流程MTMP法介绍：MTMP法是一种更加连续的一种制造金属镁的生产技术。在制造过程中，他的反应温度要求更高，要1700-1750℃，然后金属镁的生成也是在冷凝器中生成。以上四种就是金属镁的热还原法在不同的生产设备，生产条件下所能达到的一些效果。

6、电解法就我们现在所提倡的要节能的要求来看，电解法或许更受我们的欢迎，因为电解法的生产工艺是比较先进简单的，而且具有能耗低的特点。电解法的核心就是用直流电来电解熔融的无水氯化镁，使之分解成为镁跟氯气。就电解法看来，根据不用的原料又可以分为不同的方法。一般可以划分为道乌法，氧化镁氯化法，AMC法等等。接下来我们就这些中的一些进行细致的讨论。

7、金属镁生产工艺流程道乌法介绍：道乌法是一种比较简单的电解法，他的原料也是很容易得到的。其原料包括海水还有石灰乳，运用这两种原料来提取氢氧化镁，然后将其与盐酸进行化学反应生成溶液，在进行电解，这种方法是一种比较简单的生产方法，节能而且还节省成本。

8、金属镁生产工艺流程氯化法介绍：氧化镁氯化法的生产原料是光卤石，在经过流化床之后，将其加入焦炭还有氯气之后放入氯化炉，进行反应之后在进行电解生成氯气，金属镁，还有氯化钾，生成的氯气将其进行收集用于氯化反应，实现循环利用，节省资源，实现节能。电解法除了这两种，还有好几种。最有特点的一种就是斯诺克法，利用的是氯化镁，在高压，电解的情况下提取金属镁。不用使用氯化反应来制取生产镁的原料。

金属镁生产工艺流程皮江法和电解法的优缺点及其发展：

对于皮江法来说,其金属镁生产工艺流程和设备较简单,建厂投资少,生产规模灵活;成品镁的纯度高等特点;其炉体小,建造容易,技术难度小;并且可以直接利用资源丰富的白云石作为原料。主要缺点在于热利用率低、还原罐寿命短,还原炉所占的成本较大, 属于劳动密集型,生产过程不连续。

针对以上缺点,对其进行了一系列技术改造。改进还原罐结构、采用新型保温材料、切断热短路、提高内部介质的综合导热系数;改进炉型,比如采用水煤浆对还原罐底部加热,使其受热均匀。使用蓄热烧嘴等新型烧嘴,对排放的废气进行回收利用;采用现代化的控制技术,采用机械化装卸料设备等等。

与皮江法相比,电解法炼镁具有节能、产品均匀性好、易于大规模工业化生产、金属镁生产工艺流程连续、生产成本比皮江法低等优点,属于能源密集型产业。但是,电解法也有以下不足之处:无水氯化镁制备的生产工艺较难控制;含水氯镁石脱水需要较高温度和酸性气氛,使得能耗大,设备腐蚀严重;电解法生产过程排放的废水、废气和废渣,对环境造成污染,处理费用大。

金属镁生产工艺流程采用了技术成熟、可靠、先进合理的新型皮江法炼镁工艺。合格的白云石送入回转窑中进行煅烧；再将煅烧后的白云石、萤石、硅铁按一定比例配料，经过球磨并压成球团；装入还原罐中在抽真空的条件下，进行高温热还原，得到结晶镁；结晶镁经过重熔、精炼后可得到金属镁。包含原料储备、白云石煅烧、粉磨压球、还原及精炼等工段。

1、金属镁生产工艺流程原料系统：白云石在矿山破碎到符合要求的粒度，进厂内白云石堆场储存。硅铁和萤石直接进厂内仓库储存。储量均按半个月生产所需用量考虑。

2、金属镁生产工艺流程白云石煅烧系统：选用节能环保型回转窑，带竖式预热器及竖式冷却器。外来粒度、质量均符合要求的白云石卸至料场，由装载机进行堆取料作业，由振动筛进行筛分后，10～40mm粒度的白云石经皮带运输至回转窑竖式预热器顶部料仓，经料管进入预热器与从回转窑流入的高温烟气换热，将物料预热至800℃以上，落至转运溜槽后入回转窑经1250℃高温煅烧成活性煅白，再卸入冷却器内，高温煅白在此与风机鼓入的冷风换热，将活性煅白冷却至100℃以下，空气被预热至600℃以上。冷却后的活性煅白由冷却器卸出后经鳞板输送机输送至制球车间。回转窑燃烧产生的高温烟气，在预热器内与白云石进行热交换后，温度降至220℃以下，然后进入袋式除尘器，除尘后经高温风机排入大气，排放气体的含尘浓度小于规定标准。全线采用技术先进、性能可靠的PLC控制系统，在主控制室集中操作管理。

3、金属镁生产工艺流程制球系统：煅烧后的白云石由提升机进1＃料仓备用；硅铁经颚式破碎机破碎至20mm以下，由提升机经提升进2＃硅铁块贮料仓备用；萤石粉由单斗提升进3＃料仓。存放在贮料仓中的三种原料，经微机控制连续配料加入球磨机混磨，粒度要求＜100目，混合粉再经过提升机、贮料仓、埋刮板输送机后，进入压球机，制成球团。配料系统选用了智能控制系统，整个过程全部实现了电脑监控全自动化。球磨机采用10kV高压电机驱动，比原380V低压配电运行降低了电耗损失。制球车间设3套除尘系统，分别在硅铁破碎处设C1#除尘系统，配料粉磨设C2#除尘系统，压球处设C3#除尘系统。通过综合除尘治理后制球车间操作环境较传统车间大大改善，工人工作环境得到提高。

4、金属镁生产工艺流程还原及精炼系统：还原炉采用高温空气快速换向蓄热式燃烧技术，蓄热式还原炉以煤气为燃料连续加热。球团由加料机加入还原炉内的还原罐中，还原罐生成的镁蒸汽于端部冷凝器中冷凝成结晶镁（粗镁），将粗镁取出送去精炼与合金生产线。

金属镁生产工艺流程-回转窑煅烧白云石工艺流程：抓斗起重机将白云石送至皮带输送机，经振动筛选出块度合格的金属镁，由大倾角皮带送到预热器顶部料仓。料仓内的白云石分别通过六个溜管进入预热器，煅烧过程生产的约900℃热烟气与白云石再此换热。白云石被预热到800℃时由液压推杆将石料推入回转窑尾部煅烧。金属镁回转窑的旋转使石白云石均匀受热，同时向窑头方向逐步运动。窑头罩处安装有烧嘴，燃烧温度达1250℃，以满足活性煅白对温度的需求。炽热的煅白从窑头落入冷却器，与鼓风机鼓入的二次空气换热。空气被预热至约600℃进入窑头助燃，煅白被冷却到100℃以下，通过振动给料机均匀落至鳞板输送机输送至下道工序。离开预热器约260℃的尾气，通过管道进入袋式除尘器，对尾气进行净化，实现达标排放，完成整个煅烧金属镁工艺流程。

年产5000吨金属镁生产工艺流程设备配置：400×600鄂破机、250×1000细碎机、2.5×40回转窑、2×20米冷却机、MQG1.83×7米球磨机、MQG1.5×5.7球磨机、MG1725煤磨机、HL300斗式提升机、煤气发生炉2.5米、压球机、竖式预热器、G×400螺旋输送机。

年产10000吨金属镁生产工艺流程设备配置：600×900鄂破机、250×1200细鄂式破碎机、3×60回转窑、2.2×20米冷却机、MQG2.4×8米球磨机、MQG1.5×5.7球磨机、MG2233煤磨机、HL300斗式提升机、煤气发生炉3米、压球机、竖式预热器、G×400螺旋输送机。

为了提高炉窑的热效率，降低单位产品燃料消耗，在金属镁生产工艺流程设计中采取了以下几方面措施：

1、燃料燃烧设备：选用节能燃烧器，自动控制配风量，减少燃料的不完全燃烧损失。

2、在回转窑尾部设有一台竖式预热器，充分利用回转窑燃烧产生的高温烟气，将预热器内的物料预热，使物料在预热器内发生部分分解，使系统产量提高40%，热效率提高30%。

3、在回转窑头部设有一台竖式冷却器，充分利用回转窑高温煅白出料所含热量将二次空气预热至600℃，使热效率得到提高。