菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备.pdf

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1、10申请公布号CN101956083A43申请公布日20110126CN101956083ACN101956083A21申请号201010525505122申请日20101029C22B26/2220060171申请人曲智地址114200辽宁省鞍山市海城市海州管理区三义社区胜利中街3号楼7单元67号72发明人曲智王桂珍曲冬梅姜明曲轶群刘杰曲轶众74专利代理机构鞍山贝尔专利代理有限公司21223代理人孔金满54发明名称菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备57摘要本发明属于菱镁矿石炼镁技术领域，特别是涉及一种菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备。本发明的炼镁工艺是在密封的三相电炉内进行熔融还原反应，以菱镁。

2、矿石为原料、以焦炭或石墨为还原剂，萤石和铝土矿石为助熔剂，三种炉料经破碎直接以颗粒状分别投炉，在高温真空熔融状态下完成MGOCMGCO的反应，镁蒸气先后凝成液体镁或结晶镁，趁热进入连续精炼炉内，直接进行精炼，最终获得9997金属镁锭，生产连续、自动化。设备利用率高，热能利用率高，改善了生产环境，减轻了工人劳动强度；同时节省了大量贵重合金和能源，降低了成本；彻底地改变了真空容器内还原时代，是改变环境的基础手段。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书14页附图5页CN101956083A1/3页21一种菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，其特征在于以菱镁矿石为原。

3、料、以焦炭或石墨为还原剂，萤石和铝土矿石为助熔剂，三种炉料经破碎直接以颗粒状分别投炉，在高温真空熔融状态下完成MGOCMGCO的反应，镁蒸气先后凝成液体镁或结晶镁，趁热进入连续精炼炉内，直接进行精炼，最终获得9997金属镁锭，1精选菱镁矿石，除去杂质和泥沙，破碎成0510MM的颗粒，筛除05MM以下的粉粒，装入菱镁矿石回转煅烧窑内，利用还原过程中产生的一氧化碳和在预热段收集的可燃气体，作为燃料来煅烧菱镁矿石，使其完成MGCO3MGOCO2分解，获得的轻烧氧化镁趁热直接加入给料系统，被密闭地送入内热式真空还原炉内，2精选焦炭、铝土矿石、萤石，除去杂质和泥土，分别破碎成055小粒，筛掉的小于05以。

4、下粉末，直接投炉，3按菱镁矿石400530重量份、焦炭7085重量份、铝土矿石610重量份和萤石2030重量份的比例计量后，分别经各自的真空隔离投料系统，加到内热式真空还原炉的预热仓内，在真空状态下进行预热和排出CO2，排出炉料中和炉料本身吸附的水份和所含的挥发份、空气、结晶水，然后逐次被推入熔池，开始其熔融状态下的还原反应，整个过程中保证熔融还原腔的真空度不变，4产生的反应渣经密封卸渣装置卸出，卸渣过程不破坏内部真空度，每次卸渣时熔池内渣面上下波动9050，生产100重量份镁仅有3020重量份残渣，5反应产生的镁蒸气和一氧化碳经内热式真空还原炉的镁蒸气出口被抽到分离冷凝腔内，镁蒸气和一氧化碳。

5、在高温下分离镁蒸气凝聚在冷却壁上成为液体镁并向下流动，经下方的下泄管，流入镁液体聚积罐聚集，6少量镁蒸气没有和一氧化碳分开，在随后的结晶器内也被冷凝成结晶镁，一氧化碳被真空系统继续抽出，成为煅烧窑的主要的气体燃料，同时抽出挥发份和水份，成为煅烧窑的辅助气体燃料，7液体镁从镁液体聚积罐直接流入到连续精炼炉内，精炼后得到纯度为9997的金属镁液体，浇铸到铸锭机上铸成商品锭，8剩余的微量镁粉和氧化镁的粉末再经滤袋回收装置收集起来，送内热式真空还原炉内重新还原。2根据权利要求1所述的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，其特征在于从炉料投入直到镁锭铸成，均在一套设备中连续进行，各工序的操作程序均由计算机远程监控。

6、，保证装料、卸渣、出镁、石墨电极上下移动各操作过程连续进行。3根据权利要求1所述的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，其特征在于冶炼工艺参数控制均由计算机控制，1）菱镁矿石回转煅烧窑内的最高温度控制在1000900，菱镁矿石回转煅烧窑的转速控制在1020转/分，2）预热腔内的温度控制在1000以上，预热腔内的真空度控制在36005000PA之间，3）内热式真空还原炉的还原反应腔内的温度控制在1800以上，此还原反应腔内的真空度控制在36004500PA之间，4）镁蒸气分离冷凝器内的温度控制在1300以下，镁蒸气分离冷凝器内的真空度控制在36002500PA之间，权利要求书CN101956083A2/3。

7、页35）干式金属镁接收系统的结晶器内的温度控制在500400，此结晶器内的真空度控制在200150PA之间，6）内热式真空还原炉的还原反应腔内的气流上升速度不能大于1M/S，这关系到反应效果和粉尘7）在镁蒸气分离冷凝器内的流速3M/S，8）在此结晶器内的流速3M/S。4一种用于权利要求1所述的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于由炉料贮存输送系统，与此炉料贮存输送系统相连接的真空隔离密封投料系统，与此真空隔离密封投料系统相连接的内热式真空还原炉，设在此内热式真空还原炉炉顶上的电极移动密封装置，与此内热式真空还原炉的蒸气出口相连接的干式金属镁接收系统，分别与此干式金属镁接收系统相连接的连。

8、续精炼熔铸设备、滤袋回收装置，与此滤袋回收装置相连接的燃气循环利用系统，与此内热式真空还原炉的出渣口相连接的卸渣密封装置，与所述的真空隔离密封投料系统相连接的菱镁矿石回转煅烧窑，与此菱镁矿石回转煅烧窑相连接的菱镁矿石破碎筛分提升设备，分别与所述的炉料贮存输送系统、菱镁矿石破碎筛分提升设备、回转煅烧窑、真空隔离密封投料系统、内热式真空还原炉、电极移动密封装置、干式金属镁接收系统、连续精炼熔铸设备、滤袋回收装置、燃气循环利用系统、卸渣密封装置相连接的计算机控制系统组成以内热式真空还原炉为中心的连贯一体的真空还原提炼金属镁的设备，与此计算机控制系统相连接的传感器和执行机构包括设在菱镁矿石回转煅烧窑的。

9、头部、中部、尾部的温度传感器，设在真空隔离投料系统0102中的料位探头及各阀门开关，设在真空隔离仓中的测真空度的传感器、电动真空节流阀，设在内热式真空还原炉的预热腔上盖中的一个温度传感器及测真空度的传感器、电动真空节流阀，设在内热式真空炉旁边的炉内温度控制台、设在内热式真空炉上的测真空度的传感器、调节电动真空节流阀，设在内热式真空炉下部的料位传感器，设在内热式真空还原炉的镁蒸气出口管上的气体流速传感器，设在干式金属镁接收系统的镁蒸气分离冷凝器上的温度传感器、测真空度的传感器，设在燃气循环利用系统内的温度传感器，设在干式金属镁接收系统的镁液体聚集罐中的温度传感器、测真空度的传感器、料位传感器，设。

10、在连续精炼熔铸设备上的温度传感器、料位传感器，设在卸渣密封装置的集渣包内的料位传感器、温度传感器、测真空度的传感器。5根据权利要求4所述的用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于所述的内热式真空还原炉由钢结构外壳，设在此钢结构外壳内的用耐火砖砌筑的长圆形密封的内热式三相还原炉的炉体，设在此炉体内的中间隔墙，此中间隔墙把炉体分为两部分，一部分为预热腔，另一部分为还原反应腔，此预热腔的上盖中有三个投料孔法兰座，此预热腔的下侧面有三个炉料推进器安装孔座，此还原反应腔的上顶炉盖上设有一个镁蒸气出口法兰座和电极插入孔法兰座，此还原反应腔的下侧面有一个密封卸渣装置。6根据权利要求4所述的用于菱镁矿。

11、石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于所述的干式金属镁接收系统中设有干式金属镁接收器，此干式金属镁接收器包括反应气体入口，与此反应气体入口相连接的冷却壁，分别与此冷却壁相连接的一组冷凝管、冷却剂槽、柱塞，与此柱塞相连接的柱塞密封件，设在各冷凝管之间的镁蒸气分离腔，与此冷却壁相连接的连接段及法兰，与此连接段及法兰相连接的结晶器，此结晶器包括冷却筒，与此冷却筒权利要求书CN101956083A3/3页4相连接的抽真空管路，与此抽真空管路相连接的结晶器，与此结晶器相连接的结晶器冷却剂循环系统，与所述的冷却壁的下侧相连接的镁液体下泄口，与此镁液体下泄口相连接的镁液体聚积罐，设在此镁液体聚积罐侧底部的镁。

12、液体出口管，与此镁液体聚积罐相连接的分离腔冷却剂循环系统。7根据权利要求4所述的用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于所述的干式镁蒸气冷却剂循环系统包括冷却剂加料膨胀筒，与此冷却剂加料膨胀筒相连接的冷却剂上汇集管，分别与此冷却剂上汇集管相连接的镁蒸气分离腔冷却剂溢流管、冷却剂下降冷却管，此镁蒸气分离腔的冷却剂溢流管与所述的冷凝管、冷却剂槽、镁液体聚积罐依次连接，与此镁液体聚积罐相连接的镁蒸气分离腔冷却剂回流管，与此镁蒸气分离腔冷却剂回流管相连接的冷却剂下汇集管，与所述的镁蒸气分离腔冷却剂溢流管相连接的冷却筒冷却剂溢流管，与此冷却筒冷却剂溢流管相连接的结晶器冷却筒，与此结晶器冷却筒相连。

13、接的冷却筒冷却剂回流管。8根据权利要求4所述的用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于所述的连续精炼炉包括精炼炉炉体，设在此精炼炉炉体内的精炼炉内胆，穿过此精炼炉炉体、进入精炼炉内胆内的液体粗镁流入管，设在此精炼炉内胆内的四个搅拌器，分别与此四个搅拌器相连接的四个搅拌式加热器，设在此精炼炉内胆内中心部位的结晶镁投入管，与此结晶镁投入管相连接的螺旋排渣管，设在此精炼炉内胆内一侧的隔离板，设在此精炼炉炉体底部的精镁流出管，与此精镁流出管的入口相配合的精炼炉柱塞，与此精镁流出管的出口端相连接的覆盖剂料斗。9根据权利要求4所述的用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于所述的和内热式真空。

14、还原炉连体的卸渣密封装置布置在还原炉还原反应腔的下侧面，由集渣包，设在此集渣包顶上的集渣包盖，穿过此集渣包盖的溢流孔柱塞，与此溢流孔柱塞的上端相配合的设在此集渣包盖中的溢流孔柱塞密封套，与此溢流孔柱塞的下端相配合的、设在此集渣包底部的反应渣溢流孔，与此反应渣溢流孔相连通的卸渣通道，设在此卸渣通道一端的设有残渣出孔的残渣孔砖，设在此集渣包侧底部的设有反应渣出孔的反应渣孔砖，设在所述的集渣包盖中的渣液面探测杆、通气管及三通阀，设在所述的残渣出孔下侧的残渣斗组成。10根据权利要求4所述的用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于所述的整套电极移动密封装置由密封罩托梁，架在此密封罩托梁上的角形隔。

15、离密封罩、密封水套，设在此密封水套上侧的外固定水套，平行设在此密封水套内的上密封圈、下密封圈，设在此上密封圈和下密封圈之间的真空环，设在所述的外固定水套上侧的与石墨电极作滑动连接的滑动套，分别与石墨电极相连接的绝缘夹紧楔、电极密封帽、石墨电极夹具外套、电源绝缘插座。权利要求书CN101956083A1/14页5菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备0001技术领域本发明属于菱镁矿石炼镁技术领域，特别是涉及一种菱镁矿石一步法炼镁工艺方法及设备。背景技术0002目前，皮江法炼镁技术支撑着的镁冶炼行业80以上的产量，但它又以能耗大、产能小、污染严重、三废（废水、废渣、废气）排放量大而著称，与环境保护节能减。

16、排格格不入，遭到社会和国家的抵制，要想发展镁的冶炼靠皮江法是有困难的。0003以菱镁矿石为原料的电解法提取金属镁，虽然可以改变一下菱镁矿石的产品方向，但利润率相差不多，对环境的污染没有改变又加上氯气毒害，建厂投资大，占地面积大、工艺复杂，令人望而却步。0004热法炼镁中的炭热法是以煅烧菱镁矿为原料、石油焦为还原剂、沥青为粘合剂，经过细磨、混合、压团后在三相电弧炉中还原熔炼，氧化镁被碳还原，得到的MG蒸气和CO混合存在于气相中，迅速把气态产物冷却到200以下，镁蒸气和CO一同进入混合冷却器中冷却、沉降以后，经袋滤器过滤得到镁粉，这种镁粉含50金属镁、20C及30的MGO，其粒度为0106M。再将。

17、镁粉压成团块装入蒸馏罐进行升华蒸馏，这样得到的结晶镁，再经熔化、精炼后可获得商品镁锭。但因其工艺繁琐、工序长、能耗大、成本高等因素没有得到广泛应用。0005找出一条新途境来加工菱镁矿石，产品利润高，又不污染环境，这是人们正在探索的课题。发明内容0006本发明的目的是提供一种菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，加料、出镁、卸渣、移动电极等操作均实现了密封，可自动连续进行，不必停炉，内部真空度不被破坏；机械化连续的生产程序代替了间断周期性的手工操作，提高了设备利用率和热能利用率，改善了生产环境，减轻了工人劳动强度；实现了和谐环保生产。0007本发明的另一个目的是提供一种用于菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备。

18、，在密封的三相电炉内进行熔融还原反应，代替在还原罐中进行的外加热内真空的固相容器还原反应，同时节省了大量贵重合金和能源，降低了成本；真空密闭的反应操作，彻底地净化了操作现场的空气，彻底地改变了真空容器内还原时代，这是改变环境的基础手段。0008本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。0009本发明的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，其特征在于由以菱镁矿石为原料、以焦炭或石墨为还原剂，萤石和铝土矿石为助熔剂，三种炉料经破碎直接以颗粒状分别投炉，在高温真空熔融状态下完成MGOCMGCO的反应，镁蒸气先后凝成液体镁或结晶镁，趁热进入连续精炼炉内，直接进行精炼，最终获得9997金属镁锭，1精选菱镁矿石，除去。

19、杂质和泥沙，破碎成0510MM的颗粒，筛除05MM以下的粉说明书CN101956083A2/14页6粒，装入菱镁矿石回转煅烧窑内，利用还原过程中产生的一氧化碳和在预热段收集的可燃气体，作为燃料来煅烧菱镁矿石，使其完成MGCO3MGOCO2分解，获得的轻烧氧化镁趁热直接加入给料系统，被密闭地送入内热式真空还原炉内，2精选焦炭、铝土矿石、萤石，除去杂质和泥土，分别破碎成055小粒，筛掉的小于05以下粉末，直接投炉，3按菱镁矿石400530重量份、焦炭7085重量份、铝土矿石610重量份和萤石2030重量份的比例计量后，分别经各自的真空隔离投料系统，加到内热式真空还原炉的预热仓内，在真空状态下进行预。

20、热和排出CO2，排出炉料中和炉料本身吸附的水份和所含的挥发份、空气、结晶水，然后逐次被推入熔池，开始其熔融状态下的还原反应，整个过程中保证熔融还原腔的真空度不变，4产生的反应渣经密封卸渣装置卸出，卸渣过程不破坏内部真空度，每次卸渣时熔池内渣面上下波动9050，生产100重量份镁仅有3020重量份残渣，5反应产生的镁蒸气和一氧化碳经内热式真空还原炉的镁蒸气出口被抽到分离冷凝腔内，镁蒸气和一氧化碳在高温下分离镁蒸气凝聚在冷却壁上成为液体镁并向下流动，经下方的下泄管，流入镁液体聚积罐聚集，6少量镁蒸气没有和一氧化碳分开，在随后的结晶器内也被冷凝成结晶镁，一氧化碳被真空系统继续抽出，成为煅烧窑的主要的。

21、气体燃料，同时抽出挥发份和水份，成为煅烧窑的辅助气体燃料，7液体镁从镁液体聚积罐直接流入到连续精炼炉内，精炼后得到纯度为9997的金属镁液体，浇铸到铸锭机上铸成商品锭，8剩余的微量镁粉和氧化镁的粉末再经滤袋回收装置收集起来，送内热式真空还原炉内重新还原。0010本发明的工艺方法的特点是其一，精选菱镁矿石装入回转窑内，是利用还原过程中产生的一氧化碳和在预热段收集的其它可燃气体，作燃料来煅烧小颗粒的菱镁矿石，达到燃气的循环利用和加快MGCO3MGOCO2分解反应的目的，并趁热被密闭地送入还原炉内，减排一氧化碳和节省热能。0011其二，各种炉料进入高温还原反应区之前，对炉料进行预热的同时，在高温下排。

22、出炉料间和炉料本身吸附的水份和所含的挥发份、空气、结晶水等及其它气体，这不但在还原反应前净化了炉料，对纯净反应产物和分离气体反应产物提供了基础，有效地阻止了MGOCMGCO的逆向反应发生，也节约了热能，起到节省焦炭和电极的作用；为直接得到液体镁扫清了道路，创造了一个不可缺的净化环境。0012从炉料投入直到镁锭铸成，均在一套设备中连续进行，各工序的操作程序均由计算机按控制流程图远程监控，保证装料、卸渣、出镁、石墨电极上下移动各操作过程连续进行。0013工艺参数控制均由计算机控制1）菱镁矿石回转煅烧窑内的最高温度控制在1000900，菱镁矿石回转煅烧窑的转速控制在1020转/分，2）预热腔内的温度。

23、控制在1000以上，预热腔内的真空度控制在36005000PA之间，3）内热式真空还原炉的还原反应腔内的温度控制在1800以上，此还原反应腔内的真说明书CN101956083A3/14页7空度控制在36004500PA之间，4）镁蒸气分离冷凝器内的温度控制在1300以下，镁蒸气分离冷凝器内的真空度控制在36002500PA之间，5）干式金属镁接收系统的结晶器内的温度控制在500400，此结晶器内的真空度控制在200150PA之间，6）内热式真空还原炉的还原反应腔内的气流上升速度不能大于1M/S，这关系到反应效果和粉尘7）在镁蒸气分离冷凝器内的流速3M/S，8）在此结晶器内的流速3M/S。001。

24、4一种用于所述的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于由炉料贮存输送系统，与此炉料贮存输送系统相连接的真空隔离密封投料系统，与此真空隔离密封投料系统相连接的内热式真空还原炉，设在此内热式真空还原炉炉顶上的电极移动密封装置，与此内热式真空还原炉的蒸气出口相连接的干式金属镁接收系统，分别与此干式金属镁接收系统相连接的连续精炼熔铸设备、滤袋回收装置，与此滤袋回收装置相连接的燃气循环利用系统，与此内热式真空还原炉的出渣口相连接的卸渣密封装置，与所述的真空隔离密封投料系统相连接的菱镁矿石煅烧装置，与此菱镁矿石煅烧装置相连接的菱镁矿石破碎筛分提升设备，分别与所述的炉料贮存输送系统、菱镁矿石破碎筛分提。

25、升设备、菱镁矿石煅烧装置、真空隔离密封投料系统、内热式真空还原炉、电极移动密封装置、干式金属镁接收系统、连续精炼熔铸设备、滤袋回收装置、燃气循环利用系统、卸渣密封装置相连接的计算机控制系统组成以内热式真空还原炉为中心的连贯一体的真空还原提炼金属镁的设备，与此计算机控制系统相连接的传感器和执行机构包括设在菱镁矿石回转煅烧窑的头部、中部、尾部的温度传感器，设在真空隔离投料系统0102中的料位探头及各阀门开关，设在真空隔离仓中的测真空度的传感器、电动真空节流阀，设在内热式真空还原炉的预热腔上盖中的一个温度传感器及测真空度的传感器、电动真空节流阀，设在内热式真空炉旁边的炉内温度控制台、设在内热式真空炉。

26、上的测真空度的传感器、调节电动真空节流阀，设在内热式真空炉下部的料位传感器，设在内热式真空还原炉的镁蒸气出口管上的气体流速传感器，设在干式金属镁接收系统的镁蒸气分离冷凝器上的温度传感器、测真空度的传感器，设在燃气循环利用系统内的温度传感器，设在干式金属镁接收系统的镁液体聚集罐中的温度传感器、测真空度的传感器、料位传感器，设在连续精炼熔铸设备上的温度传感器、料位传感器，设在卸渣密封装置的集渣包内的料位传感器、温度传感器、测真空度的传感器。0015回转煅烧窖的头、中、尾各安置一个温度传感器监视温度，用此调节火焰大小。窖内温度；真空隔离投料系统各段均装料满探头和无料探头，监视料位，控制各阀门开或关；。

27、真空隔离仓除安置上述料位探头外，还安装有测真空度的传感器，调节电动真空节流阀的流量，控制真空隔离仓内的真空度；预热腔上盖安装一个温度传感器监视温度；各预热仓上段安装有测真空度的传感器，调节电动真空节流阀的流量，控制各预热仓内的真空度，保持和还原反应腔的真空度平衡；内热式真空炉由旁边的控制台按温度传感器监视温度的指令完成电极的升降、电流大小调节，控制炉内温度；炉上装有测真空度的传感器，调节电动真空节流阀的流量，控制各预热仓内的真空度；部装有料位传感器监控炉内熔池液面高度，指挥炉料推进速度和卸渣多少；镁蒸气出口管上安装气体流速传感器，借此监视炉内气流说明书CN101956083A4/14页8上升速。

28、度，控制粉尘上升；镁蒸气分离冷凝器上装有温度传感器，监测温度来调节冷却剂循环系统的冷却速度，控制镁蒸气凝聚成液体速度，装有测真空度的传感器，用此调节镁蒸气分离冷凝腔的真空度，控制镁蒸气凝聚成液体速度，装有气体流速传感器，借此监视镁蒸气分离冷凝腔的气流流动速度，控制气体在镁蒸气分离冷凝腔内滞留时间，这也是镁蒸气能充分凝成液体的关键因素之一；结晶器内装有温度传感器，监测温度来调节冷却剂循环系统的冷却速度，控制镁蒸气凝聚成结晶镁速度，装有测真空度的传感器，用此调节镁蒸气分离冷凝腔的真空度，控制镁蒸气凝聚成结晶镁速度；冷却剂循环系统内装有温度传感器，监测温度来调节冷却剂循环系统的冷却速度；镁液体聚集罐。

29、装有温度传感器，监测温度来调节冷却剂循环系统的冷却速度，装有测真空度的传感器，调节电动真空节流阀的流量，控制镁液体聚集罐内的真空度；使其内保持一定的真空度，装有料位传感器监控镁液体聚集罐液面高度，指挥柱塞抬起放镁液体；连续精炼炉上要装有温度传感器，监测温度来调节加热棒的加热速度，装有料位传感器监控连续精炼炉液面高度，指挥柱塞抬起放出精镁液体铸锭；集渣包内装有料位传感器监控装有料位传感器监控集渣包内液面高度，指挥柱塞抬起和放下，和放出集渣包内反应渣，要装有温度传感器，监测温度来适时放掉集渣包内反应渣，装有测真空度的传感器，开闭电动真空阀，控制集渣包内的真空度；使其内保持一定的真空度，适时抬起柱塞。

30、连通还原反应腔，让反应渣顺利进入集渣包。0016上述各传感器测得数据，均由计算机程序控制图集中处理后，指令各执行机构完成控制。0017所述的内热式真空还原炉由钢结构外壳，设在此钢结构外壳内的用耐火砖砌筑长圆形密封的内热式三相还原炉的炉体，设在此炉体内的中间隔墙，此中间隔墙把炉体分为两部分，一部分为预热腔，另一部分为还原反应腔，此预热腔的上盖中有三个投料孔法兰座，此预热腔的下侧面有三个炉料推进器安装孔座，此还原反应腔的上顶炉盖上设有一个镁蒸气出口法兰座和电极插入孔法兰座，此还原反应腔的下侧面有一个密封卸渣装置。在这里石墨电极从上盖的电极插入孔法兰座和电极移动密封装置插入，在熔池内起弧加热熔融，把。

31、炉料加热到1850度以上，还原产物镁蒸气和一氧化碳及粉尘溢出渣面后，由于抽气速度控制得当，粉尘在还原反应腔内不断下降回到渣中，重新被熔融、还原、造渣，只有镁蒸气和一氧化碳经镁蒸气出口法兰座，被抽入镁蒸气分离腔。还原反应腔由耐火砖砌筑，容积可以扩大，它代替了耐热合金钢还原罐，不但降低了成本又延长了寿命，为连续生产奠定基础。熔融状态解决了炉料必须要细磨、制球才能解决的问题。0018一套新的、不用水冷却的干式金属镁接收器让镁蒸气在高温下和一氧化碳等气体分离并冷凝成液体或结晶镁。0019所述的干式金属镁接收系统中设有干式金属镁接收器，此干式金属镁接收器包括反应气体入口，与此反应气体入口相连接的冷却壁，。

32、分别与此冷却壁相连接的一组冷凝管、冷却剂槽、柱塞，与此柱塞相连接的柱塞密封件，设在冷凝管之间的镁蒸气分离腔，与此冷却壁相连接的连接段及法兰，与此连接段及法兰相连接的结晶器，此结晶器包括冷却筒，与此冷却筒相连接的抽真空管路与此抽真空管路相连接的结晶器，与此结晶器相连接的结晶器冷却剂循环系统，与所述的冷却壁的下侧相连接的镁液体下泄口，与此镁液体下泄口相连接的镁液体聚积罐，设在此镁液体聚积罐侧底部的镁液体出口管，与此镁液体聚积罐相连接的分离腔冷却剂循环系统，说明书CN101956083A5/14页9所述的干式镁蒸气冷却剂循环系统包括加料膨胀筒，与此加料膨胀筒相连接的上汇集管，分别与此上汇集管相连接的。

33、镁蒸气分离腔溢流管、下降冷却管，此镁蒸气分离腔溢流管与所述的冷凝管、冷却剂槽、镁液体聚积罐依次连接，与此镁液体聚积罐相连接的镁蒸气分离腔回流管，与此镁蒸气分离腔回流管相连接的下汇集管，与所述的镁蒸气分离腔溢流管相连接的冷却筒溢流管，与此冷却筒溢流管相连接的结晶器冷却筒，与此结晶器冷却筒相连接的冷却筒回流管。用熔盐作为冷却剂。0020所述的连续精炼炉包括精炼炉炉体，设在此精炼炉炉体内的精炼炉内胆，穿过此精炼炉炉体、进入精炼炉内胆内的液体粗镁流入管，设在此精炼炉内胆内的四个搅拌器，分别与此四个搅拌器相连接的四个搅拌式加热器，设在此精炼炉内胆内中心部位的结晶镁投入管，与此结晶镁投入管相连接的螺旋排渣。

34、管，设在此精炼炉内胆内一侧的隔离板，设在此精炼炉炉体底部的精镁流出管与此精镁流出管的入口相配合的精炼炉柱塞，与此精镁流出管的出口端相连接的覆盖剂料斗。0021连续精炼炉结构特点1）四个搅拌器、四个搅拌加热器、结晶镁投入管、螺旋排渣管可以纵向移动；2）四个搅拌器可分别绕四个加热器旋转；这样有利于精炼炉内温度均匀、成份均匀、除渣均匀。00223）可以自动承接镁液体聚积罐放出的粗镁液体，在其内进行连续精炼，并可直接把精镁液体浇灌到铸锭上铸成商品镁锭。0023所述的和内热式真空还原炉连体的卸渣密封装置布置在还原炉还原反应腔的下侧面，由集渣包，设在此集渣包顶上的集渣包盖，穿过此集渣包盖的溢流孔柱塞，与此。

35、溢流孔柱塞的上端相配合的设在此集渣包盖中的溢流孔柱塞密封套，与此溢流孔柱塞的下端相配合的、设在此集渣包底部的反应渣溢流孔，与此反应渣溢流孔相连通的卸渣通道，设在此卸渣通道一端的设有残渣出孔的残渣孔砖，设在此集渣包侧底部的设有反应渣出孔的反应渣孔砖，设在所述的集渣包盖中的渣液面探测杆、通气管及三通阀，设在所述的残渣出孔下侧的残渣斗组成。0024所述的整套电极移动密封装置由密封罩托梁，架在此密封罩托梁上的角形隔离密封罩、密封水套，设在此密封水套上侧备的外固定水套，平行设在此密封水套内的上密封圈、下密封圈，设在此上密封圈和下密封圈之间的真空环，设在所述的外固定水套上侧的与石墨电极作滑动连接的滑动套，。

36、分别与石墨电极相连接的绝缘夹紧楔、电极密封帽、石墨电极夹具外套、电源绝缘插座，把整个隔热砖封闭起来，外固定水套和滑动套的水泠结构改变了石墨电极夹具高温工作状态，利用真空环及时地抽出从外部渗入的空气，从而保证了石墨电极上下移动时的密封；又借用保证石墨电极通电时的绝缘和石墨电极与滑动套之间的密封；菱镁矿石煅烧机组由菱镁矿石破碎筛分提升机构和与此菱镁矿石破碎筛分提升机构相连接的菱镁矿石煅烧装置组成。由粉碎机将菱镁矿石破碎成1005MM颗粒，经提升机投入高架的回转窑内煅烧分解。0025本发明的煅烧工序有以下特殊性1）将菱镁矿石破碎成1005MM小颗粒并筛出小于05MM粉粒进行煅烧分解反应快；2）煅烧菱。

37、镁矿石的热量由本套还原工序产生的废气经处理后提供，说明书CN101956083A6/14页103）煅烧得到的轻烧镁可以不经冷却趁热投入炉料预热段，排出其中气体后直接被推入还原反应腔。有机的把所有设备连成一体，从投料到镁锭产出在一套密闭的设备中完成，生产连续自动化加料、出镁、卸渣、移动电极等操作均实现了密封，机械化连续的生产程序代替间断周期性手工操作，提高了设备利用率和热能利用率，改善了生产环境，减轻了工人劳动强度；实现了和谐环保生产。0026本发明的优点1简化了工艺流程省去了煅烧、细磨、混合、压球等工艺流程，只须把精选的菱镁矿石破碎成1005MM和沥青焦炭等破碎成055颗粒，直接投炉,就可以在。

38、真空高温中快速完成预热、还原，减少了生产环节和操作者，减少了能耗和相应费用，降低了生产成本。00272由于简化了工艺流程，只建一套还原、精炼设备就可生产出金属镁，减小了占地、节省了投资。00283使用菱镁矿石为原料和沥青焦炭为还原剂，固态残渣仅有皮江法炼镁的残渣65，减排效果显著。00294焦炭为还原剂代替用硅铝或硅铁作还原剂，为社会省能源和为本企业降低成本，增加了效益。00305本套设备实现了自动化、连续生产，开创了用菱镁矿石为原料和焦炭为还原剂的炼镁新方法，使金属镁的提炼进入一个产量大、节能、低耗、减排环保的新时代。00316为菱镁矿石的开发利用开辟了一条新的具有高科技附加值的生产途径。0。

39、0327本套设备为内热式，集还原与预热为一体的还原设备，液体镁放出后直接入精炼炉，精炼后获得999的纯净金属镁，节省加热能源。00338用长圆形密封的内热式三相还原炉代替内真空外常压加热的皮江式还原炉，节省了能源、节省了高合金还原罐，提高了产量，降低了成本。00349产品是液体镁，熔盐作冷却剂代替水冷，节省大量水资源。附图说明0035图1为本发明的结构示意图。0036图2为本发明的干式金属镁接收系统结构示意图。0037图3为本发明的连续精炼炉结构示意图。0038图4为本发明的密封卸渣装置结构示意图。0039图5为本发明的还原炉体结构示意图。0040图6为本发明的电极密封装置结构示意图。0041。

40、图7为本发明的镁蒸气冷却循环系统结构示意图。具体实施方式0042下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。0043本发明的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法，其特征在于由以菱镁矿石为原料、以焦炭或石墨为还原剂，萤石和铝土矿石为助熔剂，三种炉料经破碎直接以颗粒状分别投炉，在高温真空熔融状态下完成MGOCMGCO的反应，镁蒸气先后凝成液体镁或结晶镁，趁热进说明书CN101956083A7/14页11入连续精炼炉内，直接进行精炼，最终获得9997金属镁锭，1精选菱镁矿石，除去杂质和泥沙，破碎成0510MM的颗粒，筛除05MM以下的粉粒，装入菱镁矿石回转煅烧窑内，利用还原过程中产生的一氧化碳和在预热段收集的可。

41、燃气体，作为燃料来煅烧菱镁矿石，使其完成MGCO3MGOCO2分解，获得的轻烧氧化镁趁热直接加入给料系统，被密闭地送入内热式真空还原炉内，2精选焦炭、铝土矿石、萤石，除去杂质和泥土，分别破碎成055小粒，筛掉的小于05以下粉末，直接投炉，3按菱镁矿石400530重量份、焦炭7085重量份、铝土矿石610重量份和萤石2030重量份的比例计量后，分别经各自的真空隔离投料系统，加到内热式真空还原炉的预热仓内，在真空状态下进行预热和排出CO2，排出炉料中和炉料本身吸附的水份和所含的挥发份、空气、结晶水，然后逐次被推入熔池，开始其熔融状态下的还原反应，整个过程中保证熔融还原腔的真空度不变，4产生的反应渣。

42、经密封卸渣装置卸出，卸渣过程不破坏内部真空度，每次卸渣时熔池内渣面上下波动9050，生产100重量份镁仅有3020重量份残渣，5反应产生的镁蒸气和一氧化碳经内热式真空还原炉的镁蒸气出口被抽到分离冷凝腔内，镁蒸气和一氧化碳在高温下分离镁蒸气凝聚在冷却壁上成为液体镁并向下流动，经下方的下泄管，流入镁液体聚积罐聚集，6少量镁蒸气没有和一氧化碳分开，在随后的结晶器内也被冷凝成结晶镁，一氧化碳被真空系统继续抽出，成为煅烧窑的主要的气体燃料，同时抽出挥发份和水份，成为煅烧窑的辅助气体燃料，7液体镁从镁液体聚积罐直接流入到连续精炼炉内，精炼后得到纯度为9997的金属镁液体，浇铸到铸锭机上铸成商品锭，8剩余的。

43、微量镁粉和氧化镁的粉末再经滤袋回收装置收集起来，送内热式真空还原炉内重新还原。0044从炉料投入直到镁锭产成，均在一套设备中连续进行，各工序的操作程序均由计算机按控制流程图远程监控，保证装料、卸渣、出镁、石墨电极上下移动各操作过程连续进行。0045冶炼工艺参数控制均由计算机控制1）回转煅烧窑内的最高温度控制在1000900，回转煅烧窑的转速控制在1020转/分，2）预热腔内的温度控制在1000以上，预热腔内的真空度控制在36005000PA之间，3）还原反应腔内的温度控制在1800以上，还原反应腔内的真空度控制在36004500PA之间，4）镁蒸气分离冷凝器内的温度控制在1300以下，镁蒸气分。

44、离冷凝器内的真空度控制在36002500PA之间，5）结晶器内的温度控制在500400，结晶器内结晶器内的真空度控制在200150PA之间，6）还原反应腔内的气流上升速度不能大于1M/S，这关系到反应效果和粉尘，说明书CN101956083A8/14页127）镁蒸气分离冷凝器内的流速3M/S，8）结晶器内的流速3M/S。0046如图1所示，一种用于所述的菱镁矿石一步法炼镁工艺方法的设备，其特征在于由炉料贮存输送系统0101，与此炉料贮存输送系统0101相连接的真空隔离密封投料系统0102，与此真空隔离密封投料系统相连接的内热式真空还原炉0103，设在此内热式真空还原炉0103炉顶上的电极移动密。

45、封装置0104，与此内热式真空还原炉0103的蒸气出口相连接的干式金属镁接收系统0105，分别与此干式金属镁接收系统0105相连接的连续精炼熔铸设备0106、滤袋回收装置0107，与此滤袋回收装置0107相连接的燃气循环利用系统0108，与此内热式真空还原炉0103的出渣口相连接的卸渣密封装置0109，与所述的真空隔离密封投料系统0102相连接的菱镁矿石煅烧装置0111，与此菱镁矿石煅烧装置0111相连接的菱镁矿石破碎筛分提升设备0110，分别与所述的炉料贮存输送系统0101、菱镁矿石破碎筛分提升设备0110、菱镁矿石煅烧装置0111、真空隔离密封投料系统0102、内热式真空还原炉0103、电。

46、极移动密封装置0104、干式金属镁接收系统0105、连续精炼熔铸设备0106、滤袋回收装置0107、燃气循环利用系统0108、卸渣密封装置0109相连接的计算机控制系统组成以内热式真空还原炉0103为中心的连贯一体的真空还原提炼金属镁的设备，与此计算机控制系统相连接的传感器和执行机构包括设在菱镁矿石回转煅烧窑0111的头部、中部、尾部的温度传感器，设在真空隔离投料系统0102中的料位探头及各阀门开关，设在真空隔离仓中的测真空度的传感器、电动真空节流阀，设在内热式真空还原炉0103的预热腔上盖中的一个温度传感器及测真空度的传感器、电动真空节流阀，设在内热式真空炉0103旁边的炉内温度控制台、设在。

47、内热式真空炉0103上的测真空度的传感器、调节电动真空节流阀，设在内热式真空炉0103下部的料位传感器，设在内热式真空还原炉0103的镁蒸气出口管上的气体流速传感器，设在干式金属镁接收系统0105的镁蒸气分离冷凝器上的温度传感器、测真空度的传感器，设在燃气循环利用系统0108内的温度传感器，设在干式金属镁接收系统0105的镁液体聚集罐中的温度传感器、测真空度的传感器、料位传感器，设在连续精炼熔铸设备0106上的温度传感器、料位传感器，设在卸渣密封装置0109的集渣包内的料位传感器、温度传感器、测真空度的传感器。0047如图5所示，所述的内热式真空还原炉0103由钢结构外壳，设在此钢结构外壳内的。

48、用耐火砖砌筑长圆形密封的内热式三相还原炉的炉体0501，设在此炉体内的中间隔墙0502，此中间隔墙0502把炉体分为两部分，一部分为预热腔0504，另一部分为还原反应腔0503，此预热腔0504的上盖中有三个投料孔法兰座0508，此预热腔0504的下侧面有三个炉料推进器安装孔座0509，此还原反应腔0503的上顶炉盖上设有一个镁蒸气出口法兰座0506和电极插入孔法兰座0507，此还原反应腔0503的下侧面有一个密封卸渣装置0109，在这里石墨电极从上盖的电极插入孔法兰座0507和电极移动密封装置0104插入，在熔池内起弧加热熔融把炉料加热到1850度以上，还原产物镁蒸气和一氧化碳及粉尘溢出渣面。

49、后，由于抽气速度控制得当，粉尘在还原反应腔0503内不断下降回到渣中，重新被熔融、还原、造渣，只有镁蒸气和一氧化碳经镁蒸气出口法兰座0506，被抽入镁蒸气分离腔0207。还原反应腔0503由耐火砖砌筑，容积可以扩大，它代替了耐热合金钢还原罐，不但降低了成本又延长了寿命，为连续生产奠定基础。熔融状态解决了炉料必说明书CN101956083A9/14页13须要细磨、制球才能解决的问题。0048一套新的、不用水冷却的干式金属镁接收器让镁蒸气在高温下和一氧化碳等气体分离并冷凝成液体或结晶镁。0049如图2所示，所述的干式金属镁接收系统0105中设有干式金属镁接收器，此干式金属镁接收器包括反应气体入口0201，与此反应气体入口0201相连接的冷却壁0202，分别与此冷却壁相连接的一组冷凝管0203、冷却剂槽0204、柱塞0205，与此柱塞0205相连接的柱塞密封件0206，设在冷凝管之间的镁蒸气分离腔0207，与此冷却壁相连接的连接段及法兰0208，与此连接段及法兰0208相连接的结晶器，此结晶器包括冷却筒0209，与此冷却筒0209相连接的抽真空管路0210与此抽真空管路0210相连接的结晶器0211，与此结晶器0。