本技术公开了一种镁蒸气收集与提纯一体化系统与方法,属于镁合金提纯技术领域。包括可拆卸连接的精炼炉和和除杂室。该方法将热还原反应后的粗镁高温蒸气通过管道进入含有镁液的精炼炉中进行液化,精炼炉中的镁液能够随着精炼炉的转动在炉内转动,与高温镁蒸汽反应,随后在除杂室中加入结晶剂使杂质金属沉淀并进行过滤实现渣镁分离,最后经过冷却得到高纯镁,通过该方法实现低温、高效、高纯提纯金属镁。
背景技术
镁金属生产过程包括原镁冶炼和精炼两个部分。在原镁冶炼阶段,先是还原的镁蒸气通过冷凝室结晶形成结晶镁,然后将固态结晶镁取出来进行液化和精炼。通过上述两个阶段进行精炼,存在结晶镁再熔化而造成能耗增高的问题。
在金属镁精炼阶段,主要的方法包括区域熔炼法、电解法和真空蒸馏法。区域熔炼法是将金属镁局部熔化,利用杂质在金属固态和液态中溶解度的不同将杂质以固溶体的形式析出,从而实现杂质与金属镁进行分离,该法由于镁易蒸发且区域熔炼速度缓慢,造成提纯效率低;电解法的原理是将粗镁转变为氯化镁加入到电解池中,随后通入直流电,镁离子在阴极被还原成金属镁并浮于电解质表面,通过这种方法可以有效得从粗镁中提取较纯的金属镁,但其缺点是电解质反应有副反应、电解效率低、能耗高、镁纯度不是很高;真空蒸馏法原理是将粗镁放入蒸馏罐中,使用加热炉进行高温加热并进行抽真空处理,利用金属镁和其他杂质金属饱和蒸气压的不同及不同温度下的蒸发和凝结特性,部分杂质金属留在液相中,镁蒸气冷凝后在结晶器中收集,得到高纯镁。真空蒸馏法相较于前两种方法得到结晶镁纯度更高,因此是目前普遍采用的高纯镁制备方法,但缺点是由于蒸馏一般需要1200℃的高温,使得设备复杂、流程时间长、温度过高对设备损害更大,部分蒸馏在预热过程中杂质蒸气冷凝结晶后与结晶镁混合导致提纯后的金属镁纯度不稳定,使得提纯纯效率低,
虽然使用真空蒸馏法对金属镁进行提纯相较于其他方法制得的镁纯度较高,但是仍然存在收集镁量少、纯度控制不稳定、蒸馏温度过高损伤炉体、时间长效率低等问题,因此业内人士对于金属镁高效提纯方法进行不断探索与研究。一种立式金属提纯炉及其高纯镁制备方法(202110092642.9)采用一体式结构,通过一体式炉体、冷却结晶装置和移动式升降出料装置有效生产高纯镁,虽然立体式金属提纯炉制备高纯镁有收集镁量多、效率高、出料方便、镁纯度较高等优点,但仍存在蒸馏温度高,能耗大,对炉体损害较大;预热过程中有杂质蒸气在结晶器上结晶与镁蒸气结晶后掺杂在一起影响镁的纯度等问题。
实现思路