簡介:鎂冶煉的方法分熔鹽電解法和熱還原法兩大類。熱還原法工藝流程和設(shè)備較簡單,建廠投資少,生產(chǎn)規(guī)模靈活;成品鎂的純度高;爐體小,建造容易,技術(shù)難度小;可以直接利用資源豐富的白云石作為原料。主要缺點在于熱利用率低、還原罐壽命短,還原爐所占的成本較大,屬勞動密集型,生產(chǎn)過程不連續(xù)。針對以上缺點,對其進(jìn)行了一系列技術(shù)改造。改進(jìn)還原罐結(jié)構(gòu)、采用新型保溫材料、切斷熱短路、提高內(nèi)部介質(zhì)的綜合導(dǎo)熱系數(shù);改進(jìn)爐型,比如采用水煤漿對還原罐底部加熱,使其受熱均勻。
國內(nèi)外鎂冶金工藝比較與現(xiàn)狀評價
鎂冶煉的方法分熔鹽電解法和熱還原法兩大類。熱還原法工藝流程和設(shè)備較簡單,建廠投資少,生產(chǎn)規(guī)模靈活;成品鎂的純度高;爐體小,建造容易,技術(shù)難度小;可以直接利用資源豐富的白云石作為原料。主要缺點在于熱利用率低、還原罐壽命短,還原爐所占的成本較大,屬勞動密集型,生產(chǎn)過程不連續(xù)。針對以上缺點,對其進(jìn)行了一系列技術(shù)改造。改進(jìn)還原罐結(jié)構(gòu)、采用新型保溫材料、切斷熱短路、提高內(nèi)部介質(zhì)的綜合導(dǎo)熱系數(shù);改進(jìn)爐型,比如采用水煤漿對還原罐底部加熱,使其受熱均勻。使用蓄熱燒嘴等新型燒嘴,對排放的廢氣進(jìn)行回收利用;采用現(xiàn)代化控制技術(shù),采用機(jī)械化裝卸料設(shè)備等。
與熱還原法相比,電解法煉鎂有產(chǎn)品均勻性好、易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、過程連續(xù)等優(yōu)點。但也有以下不足之處:無水氯化鎂制備的生產(chǎn)工藝較難控制;水氯鎂石脫水需要較高溫度和酸性氣氛,能耗高,設(shè)備腐蝕嚴(yán)重;電解法生產(chǎn)過程排放的廢水、廢氣和廢渣,對環(huán)境造成污染,處理費用大。通過將電解的原材料由粒狀氯化鎂經(jīng)過無水氯化氫脫水轉(zhuǎn)變?yōu)樗蚵然V,可達(dá)到降低能耗的目的。
國外主要采用鎂電解生產(chǎn)技術(shù),而國內(nèi)主要采用熱法煉鎂技術(shù)。兩種方法原理不同,電解法是采用電解還原方法使氯化鎂還原成液態(tài)鎂,主要能耗是電耗。氯化鎂主要來源于鹽湖中產(chǎn)的光鹵石,在電解前需要脫去結(jié)晶水并進(jìn)行凈化。電解鎂的副產(chǎn)物氯氣需要回收利用,對環(huán)境的影響是生產(chǎn)過程產(chǎn)生的煙氣。而熱法煉鎂則主要采用硅鐵還原劑,對煅燒后的白云石進(jìn)行熱法還原,能耗在于白云石煅燒和還原爐升溫保溫,對環(huán)境的影響在于還原渣的排放。由于中國白云石資源、煤等能源豐富,熱法煉鎂過程的污染較易控制,因此在中國熱法煉鎂技術(shù)具備競爭力。
世界各國的鎂生產(chǎn)廠家都是根據(jù)自己資源的特點來選擇煉鎂方法。熔鹽電解法煉鎂由于適于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)、成本又較低、原料來源廣泛,是當(dāng)今金屬鎂生產(chǎn)的主要方法,所生產(chǎn)的金屬鎂約占鎂總量的3/4。熱還原法煉鎂由于早期存在單臺還原爐生產(chǎn)能力低等缺點,就世界范圍而言,曾缺乏與熔鹽電解法煉鎂相抗衡的競爭能力。隨著工藝和設(shè)備的不斷改進(jìn),加上不污染環(huán)境的特點,熱還原法煉鎂已越來越受到人們重視。
電解法煉鎂的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3-37。
目前我國熱法煉鎂生產(chǎn)工藝的主要技術(shù)指標(biāo)見表3-38。