内热式竖式炉炼镁冷凝产物形态的研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.01.007内热式竖式炉炼镁冷凝产物形态的研究牛立斌，王晓刚，樊子民，许臻(西安科技大学材料科学与工程学院，西安710055)摘要：利用自主研发的内热式竖式炼镁炉还原白云石球团料来提取粗镁，并对冷凝产物进行分析和表征。结果表明，当冷凝器位于竖式炉的正上方和不加外部冷却时，进行冷凝产物粗镁的收集是可行的，冷凝产物均呈现致密层和疏松层两部分，在距离挡火板50cm处，致密层较厚，疏松层较薄。关键词：皮江法；竖式炉；冷凝物；镁中图分类号：TF822文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）01-0000-00Morpho

2、logyStudyofMgCondensationProducedbyInner-heatingVerticalFurnaceNIULi-bin,WANGXiao-gang,FANZi-min,XUZheng(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,Xi'anUniversityofScienceandTechnology,Xi´an710055,China)Abstract:Novelinner-heatingverticalfurnaceindependentlydevelopedwasappliedtoextractcrudemagnesiumf

3、romdolomite.Magnesiumcondensationwasanalyzedandcharacterized.Theresultsshowthatwhencondenserislocatedaboveshaftfurnaceandnoexternalcoolingiscarriedout,collectionofcrudemagnesiumisavailable.Condensationproductscanbedividedintodenselayerandlooselayer,respectively.Theoptimallocationis50cmfromfireblock

4、ing,wheredenselayeristhickandlooselayeristhin.Keywords:PidgeonProcess;verticalfurnace;condensation;magnesium传统皮江法炼镁虽然投资少、见效快，但能耗大、劳动强度大、对环境的污染严重[1-2]，不利于可持续发展和资源的有效利用。近年来研发出的竖式金属镁还原炉力图改变这种现状[3-7]。但在竖式炉炼镁时，还原出的金属镁蒸汽分子运行轨迹不同于皮江法，导致冷凝产物形态、纯度以及质量有所不同。因此，对竖式炉炼镁时金属蒸汽的冷凝形态研究有利于找到影响蒸汽冷凝方式的关键因素，实现对冷凝过程的有效控制

5、，进一步加快竖式炉的研发进程。本试验是在冷凝器不进行外部循环水冷却前提下，采用电加热内热式竖式炉提取粗镁，并对冷凝产物进行分析表征。1试验过程试验所用设备为图1所示自行研发的电加热内热式竖式炼镁炉，目前正处于半工业化试制阶段。图1内热式竖式炉炼镁装置示意图Fig.1Sketchmapofinner-heatingverticalfurnacetoproducemagnesium收稿日期：2014-08-13基金项目：陕西省科技统筹计划项目(KTCQ1-17)；陕西省教育厅项目(2013JK0861)作者简介：牛立斌(1972-)，男，山西运城人，博士，副教授.试验所选用的原料来于山西某硅热法

6、(皮江法)镁冶炼厂。竖式炉的外形尺寸为直径3m、高度8m，本试验炉对原有专利[8]所述的炼镁炉进行了改进，将冷凝器位于炉体顶端[9]。试验时每炉装还原球团料约1.5t，还原真空度10~15Pa，从室温20℃加热到集气空间(D点)温度为（1200±20）℃，用时4h，保温2h后开始降温，直至集气空间的温度为200℃，破坏真空，取出冷凝器，对冷凝器内粗镁的形态进行表征和分析。2结果分析半工业化试验过程中，从挡火板到钾钠分离器之间的高度(即冷凝器高度)为1600mm。其中测温点A、B、C、D的温度分别为195、440、786、1200℃，经计算，温度梯度为3.75℃/mm。炉体的外壁温度达到手可触

7、摸的程度，表明竖式还原炉的保温性能良好，同时又说明热损耗极少，可大大提高热利用率。冷凝器上端直径0.6m，下端直径0.7m，高度1.8m，冷凝产物层厚度从下往上依次减薄，且冷凝产物逐渐变得疏松。在同一位置，冷凝产物均可分为致密层和疏松层两部分，从挡火板位置(记为起始零点)向上依次对冷凝产物厚度进行测量，结果如图2所示。图2不同位置冷凝产物的厚度变化Fig.2ThicknessvariationofMgcond