一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法

摘要

本发明一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法主要包括：竖窑、红外光谱仪、扫描电镜组成煅白系统；雷蒙磨、双辊压球机组成磨细压团系统；立式还原罐、还原炉组成还原系统；水煤浆罐、高压输浆泵组成燃料系统；冷却水罐、循环水泵组成冷却系统；余热蒸汽管式锅炉、蒸汽罐组成热循环利用系统；射流真空泵、真空罐组成抽真空系统；高压风机、溜渣管、陈化池组成矿渣密封处理系统；布袋除尘器、负压除尘器组成除尘系统；双室连续精炼炉、氩气罐组成精炼系统；温度传感器、压力传感器、计算机组成控制系统。本发明具有高产、节能、减排、根治污染、热循环利用、硅铁利用率高、精镁得率超过95％的特点，适用于所有以白云石为原料、以硅铁为还原剂、以萤石为矿化剂的镁冶炼企业。

权利要求

1.本发明一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法主要包括：竖窑、红外光谱仪、扫描电镜、水煤浆罐、烧咀、热风机、风咀、计算机组成煅白系统；雷蒙磨、配料微机、双辊压球机、送料器、除湿干燥室组成磨细压团系统；立式还原罐、还原炉、计算机组成还原系统；水煤浆罐、高压输浆泵、烧咀、热风机、风咀、电动头、计算机组成燃料燃烧系统；开口冷却水罐、循环水泵、水温传感器、电动头组成水冷却系统；余热蒸汽管式锅炉、蒸汽罐、压力传感器组成热循环利用系统；射流真空泵、真空罐、电动头、真空压力传感器组成抽真空系统；高压风机、波纹管、流渣管、陈化池、砌块压机组成矿渣密封处理系统；天车、电动葫芦、吊装机器手组成自动定位吊装系统；风道、栅口、风量调节器、布袋除尘器、负压除尘器组成除尘系统；双室连续精炼炉、氩气罐、溶剂罐、铸锭机、计算机组成精炼系统；红外光谱仪、扫描电镜、温度传感器、压力传感器、真空压力传感器、电动头汇接在计算机接口组成自动控制系统；其主要特征是：竖窑具有预热、煅烧、自动冷却三段功能，自动落料，红外光谱仪、扫描电镜安装在煅烧段，形成煅白自动在线检测；雷蒙磨磨细粒度400目，双辊压球机压力200Mpa；还原炉加热室四周底部设有水煤浆烧咀、风咀，顶部设有温度传感器，还原罐立式双排安装在还原炉上，上、下端出露还原炉，下端设开启密封盖，除渣时和波纹管密封联接，上端外侧设有冷却水套、抽真空管，内设镁结晶器、钠钾捕集器、隔热板，顶端设密封盖；水煤浆罐罐体外设有钢制热水外套；射流真空泵前端设有高压蒸汽罐，后端设有真空罐；开口冷却水罐，嵌入地下；天车横跨两个还原炉，安有4个吊装机器手；波纹管、溜渣管为全密封系统，矿渣在高压风力作用下自动流入陈化池；精炼保护气体为氩气；计算机自动控制竖窑、还原炉、精炼炉、循环水温度，还原罐、真空罐真空度，余热蒸汽管式锅炉、高压蒸汽罐压力，电动头。

2.根据权利要求1所述的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，其特征在于：所述竖窑煅烧段窑体为双层钢结构，中间窑衬用高温耐火土加红羹耐温精陈化现浇成型，窑体内钢套为耐热钢，和窑衬接触面热涂耐高温远红外涂料，瓷化。

3.根据权利要求1或2所述的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，其特征在于：所述竖窑燃烧段中间设有耐热钢带孔燃烧筒，燃烧筒内设有多只水煤浆烧咀、风咀，燃烧筒内表面热涂耐高温远红外涂料，瓷化。

4.根据权利要求1或2所述的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，其特征在于：所述竖窑自动冷却段由漏斗状循环水套构成，循环水套底端设有自动出料口。

5.根据权利要求1所述的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，其特征在于：所述还原炉炉衬为高温耐火土加红羹耐温精陈化现浇成型，干燥后，炉衬内表面热涂耐高温远红外涂料，瓷化。

6.根据权利要求1所述的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，其特征在于：所述还原罐隔热板为固定圆心和可拆卸外圆错孔隔板结构，固定圆心和插筒上口焊接固定，插筒下端为可升降筒体，由固定圆心螺杆调整升降，插筒为翅片结构，翅片外翼和还原罐内壁接触，插筒下端和还原罐下端锥形口内径吻合。

7.根据权利要求1或6所述的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，其特征在于：所述还原罐在还原炉受热段外表面热涂耐高温远红外涂料，瓷化。

说明书

技术领域

本发明涉及一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法，属金属镁冶炼技术领域。

技术背景

目前，以白云石为原料，金属镁冶炼普遍采用“皮江法”工艺技术。该技术已沿用66年之久，历经不断革新仍存在以下缺陷：1.高耗能。设备耗能大，如用回转窑煅白，不能预热白云石，转动无为能耗，冷却重复能耗；还原工艺，还原罐卧式结构不合理，传质传热效果差，吨镁综合能耗：8.5吨标煤以上。2.重污染。扒渣机缝隙粉尘热气流构成粉尘污染，矿渣废弃处理构成环境污染。3.低产出。落后的还原罐卧式设置工艺，煅白、硅铁、萤石磨细粒度低于80目球磨机磨细工艺，单组单泵费时抽真空工艺使还原周期长达10～12小时，减少金属镁得率和产量，料团/镁：8.5，降低固定资产利用率，增加生产成本。4.得率低。精镁得率普遍低于95％。5.自动化程度低。煅白不能实现在线检测；温度、压力、阀门不能实现自动控制。工艺技术落后严重阻碍了镁工业又好又快的发展。

发明技术

本发明的目的在于提供以白云石为原料，以硅铁为还原剂，以萤石为矿化剂，实现煅白、磨细、还原、精炼全程自动控制的一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法。

本发明一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法主要包括：竖窑、红外光谱仪、扫描电镜、水煤浆罐、烧咀、热风机、风咀、计算机组成煅白系统；雷蒙磨、配料微机、双辊压球机、送料器、除湿干燥室组成磨细压团系统；立式还原罐、还原炉、计算机组成还原系统；水煤浆罐、高压输浆泵、烧咀、热风机、风咀、电动头、计算机组成燃料燃烧系统；开口冷却水罐、循环水泵、水温传感器、电动头组成水冷却系统；余热蒸汽管式锅炉、蒸汽罐、压力传感器组成热循环利用系统；射流真空泵、真空罐、电动头、真空压力传感器组成抽真空系统；高压风机、波纹管、流渣管、陈化池、砌块压机组成矿渣密封处理系统；天车、电动葫芦、吊装机器手组成自动定位吊装系统；风道、栅口、风量调节器、布袋除尘器、负压除尘器组成除尘系统；双室连续精炼炉、氩气罐、溶剂罐、铸锭机、计算机组成精炼系统；红外光谱仪、扫描电镜、温度传感器、压力传感器、真空压力传感器、电动头汇接在计算机接口组成自动控制系统；其主要特征是：竖窑具有预热、煅烧、自动冷却三段功能，自动落料，红外光谱仪、扫描电镜安装在煅烧段，形成煅白自动在线检测；雷蒙磨磨细粒度400目，双辊压球机压力200Mpa；还原炉加热室四周底部设有水煤浆烧咀、风咀，顶部设有温度传感器，还原罐立式双排安装在还原炉上，上、下端出露还原炉，下端设开启密封盖，除渣时和波纹管密封

联接，上端外侧设有冷却水套、抽真空管，内设镁结晶器、钠钾捕集器、隔热板，顶端设密封盖；水煤浆罐罐体外设有钢制热水外套；射流真空泵前端设有高压蒸汽罐，后端设有真空罐；开口冷却水罐，嵌入地下；天车横跨两个还原炉，安有4个吊装机器手；波纹管、溜渣管为全密封系统，矿渣在高压风力作用下自动流入陈化池；精炼保护气体为氩气；计算机自动控制竖窑、还原炉、精炼炉、循环水温度，还原罐、真空罐真空度，余热蒸汽管式锅炉、高压蒸汽罐压力，电动头。

本发明一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法的优点在于：能够提供烧损率47.5％、灼减量≤0.5％、水化活性度≥35％的高品质煅白；磨细粒度400目，球团密度2g/cm3；抽真空时间30min；远红外涂料使还原炉1180℃高温辐射能力提高17倍，穿透能力强，料团表里同时快速升温，还原周期为360min，实现日三个还原周期，提高产能35％；吨镁硅铁消耗：1吨；镁/料团：6；采用水煤浆洁净燃料，TSP、SO2、CO达标排放；密封除渣，有效控制粉尘污染，矿渣陈化处理制作建筑砌块，根治矿渣污染；余热循环利用，万吨镁可节约能源3.5万吨标煤，节能43％；全程实现数字化在线检测、自动控制；还原炉(50只立式还原罐)日产结晶镁18吨，能够形成大型规模化产能。

实施实例

下面详细描述本发明一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法：

竖窑上部预热段经输送机和白云石料台相联，下部自然冷却段经输送机和雷蒙磨相联，中部煅烧段中心加热筒底部安有烧咀，经电动头和高压输浆泵、水煤浆罐相联，和烧咀并列安有助燃风咀；负压除尘器和雷蒙磨配套，雷蒙磨出料口和对辊压球机相联，送料器经轨道进入除湿干燥室；还原罐冷却水套进、回水管经电动头、循环水泵和开口冷却水罐联通；还原罐抽真空管经电动头和真空罐、射流真空泵相联；还原炉烧咀经电动头和高压输浆泵、水煤浆罐联通，助燃风咀经电动头和热风机相联；余热蒸汽管式锅炉进烟口和还原炉相联，蒸汽管和高压蒸汽罐、射流真空泵相联；溜渣管前端和高压风机相联，后端和陈化池相联，向上经波纹管和还原罐下端密封连接；天车横向安装在两排还原炉上部；风道、栅口、风量调节器顺向布置在车间顶部，和车间外布袋除尘器联通；双室连续精炼炉和氩气罐、溶剂罐相联，配有铸锭机；计算机配置在煅白、配料、还原、精炼工段，和红外光谱仪、扫描电镜、配料微机、温度传感器、真空压力传感器、电动头接口。

操作实例

取10～25cm块状白云石600吨，进入竖窑在1150℃条件下煅烧，获得高品质煅白312吨，

经雷蒙磨磨细粒度400目，加入400目硅铁粉(75％)62吨，400目萤石粉(95％)14吨，压

制成料团396吨，用送料器经天车装入还原罐，密封还原罐，抽真空至6～13.3Pa，冷却水套进水温度35℃，回水温度55℃，还原炉内温度1180℃，还原时间360min，获得66吨结晶镁，进入双室连续精炼炉加熔炼剂和氩气精炼，获得99.99％(质量分数)精镁63吨；耗能284吨标煤；矿渣经陈化池改性陈化，压制成建筑砌块。

本发明一种竖窑立罐硅热还原炼镁方法具有高产、节能、减排、根治污染、热循环利用、硅铁利用率高、精镁得率超过95％的特点，适用于所有以白云石为原料、以硅铁为还原剂、以莹石为矿化剂的镁金属冶炼业。