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1、(10)申请公布号 CN 101967566 A(43)申请公布日 2011.02.09CN101967566A*CN101967566A*(21)申请号 201010536506.6(22)申请日 2010.11.04C22B 26/22(2006.01)C22B 1/00(2006.01)(71)申请人北京科技大学地址 100083 北京市海淀区学院路30号(72)发明人夏德宏 李一帆 舒斌(74)专利代理机构北京东方汇众知识产权代理事务所(普通合伙) 11296代理人刘淑芬(54) 发明名称一种常压热还原法制备金属镁的工艺(57) 摘要本发明属于有色金属冶炼领域，涉及了一种以蛇纹石矿物为。
2、原料常压热还原法制备金属镁的工艺。其特征是以蛇纹石矿物为原料，碳化钙为还原剂，添加氧化钙为助剂，氟化钙为催化剂，常压下进行热还原反应得到镁蒸气。工艺流程如下：首先，在500750条件下煅烧蛇纹石矿物，使之脱除结晶水；之后按照煅烧产物、碳化钙和氧化钙重量比30602450720配料，并添加510wt催化剂后混合物料在50MPa下压制成球团；最后，将球团送入还原炉中，升温至10001200，还原球团中的镁，还原出的镁蒸气在镁冷凝器上冷凝为结晶镁。该工艺可在常压下进行，且整个反应过程无需脱碳，是一种低碳环保的工艺。(51)Int.Cl.(19)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。
3、书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页CN 101967566 A 1/1页21.一种常压热还原法制备金属镁的工艺，其特征是，按照以下步骤完成：1.1以蛇纹石矿物为原料，放入炉中以515/min的升温速率升温至500750煅烧脱除结晶水，得到煅烧产物；1.2按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比30602450720配料，并添加催化剂后，混合物料在50Mpa下压制成球团；1.3将所述球团料加入炉中，以515/min的升温速率升温至10001200，进行还原反应还原球团中的镁；1.4还原出的镁蒸气在200600的镁冷凝器上冷凝为结晶镁，将镁冷凝器冷却至室温，收集得到结晶镁块。所述步骤1.2中，还原剂。
4、为碳化钙，助剂为氧化钙，催化剂为氟化钙。2.根据权利要求1所述的一种常压热还原法制备金属镁的工艺，其特征是：所述氟化钙添加量为混合原料量的510wt。3.根据权利要求1所述的一种常压热还原法制备金属镁的工艺，其特征是：所述步骤1.2中，混合原料压制成的球团粒度约为30mm。权 利 要 求 书CN 101967566 A 1/3页3一种常压热还原法制备金属镁的工艺技术领域0001 本发明属于有色金属冶炼领域，涉及一种以蛇纹石矿物为原料，以碳化钙为还原剂，常压条件下热还原制备金属镁的方法。背景技术0002 镁是地壳中分布较广的元素之一，具有优良的物理性质，广泛应用于航空航天、交通运输、微电子等领域。
5、，被誉为“21世纪最具开发潜力和应用前景的绿色工程材料”。0003 镁的工业生产目前主要有电解法和硅热法(皮江法)两种：电解法一般以无水氯化镁为原料，金属合金为阴阳极，在氯化镁熔融状态下通入直流电电解，阴极得到金属镁，阳极放出氯气。其工艺缺点是六水氯化镁脱水工艺复杂，废气、废水、废渣的处理难度大，生产设备腐蚀严重，生产成本高。硅热法炼镁因其流程短、见效快、原料方便、生产灵活、便于操作目前被广泛应用。其采用硅铁做为还原剂，在一定真空度和温度下，将煅烧后的白云石还原，镁被还原成蒸气后再进行冷凝得到金属镁。但是，硅热法炼镁的各项技术经济指标并不理想，主要存在以下主要问题：1)对原料的品味要求高，目前。
6、只能采用白云石矿料，其氧化镁和镁含量远低于蛇纹石；2)做为还原剂的硅铁成本较高；3)还原反应需要真空条件，难以实现连续生产，镁厂的生产规模小；4)还原温度高，还原罐使用寿命短，生产成本高；5)能源浪费和环境污染严重，镁产量的增长以牺牲环境和资源为代价。0004 我国专利申请93115701.3公开了一种以菱镁矿和白云石为原料的铝热法炼镁方法，以铝粉为还原剂，在11001170和真空条件下，经68小时生成金属镁。我国专利申请200410020666.X公开了一种以硅铝合金为还原剂制备金属镁的方法，此方法一白云石和菱镁矿为原料，用硅铝合金作还原剂，在高温和真空条件下，还原煅烧白云石和菱镁矿，制备金。
7、属镁。我国专利申请200810058928.X公开了一种菱镁矿真空碳热还原制备金属镁的方法，以煤为还原剂并添加氟化钙为催化剂，控制炉内压力20700Pa、在13001500的条件下还原熔炼4060min，得到块状金属镁。我国专利申请200910084574.0公开了一种用蛇纹石矿物真空碳热还原制备金属镁及副产品的方法，以蛇纹石为原料，配入碳质还原剂，经过压球干燥后在10500Pa和12001500条件下还原制备金属镁。0005 通过以上技术背景可知，目前研究的制取金属镁的工艺大多需在真空下进行，难以实现连续生产、扩大规模的目的，且目前制备金属镁所需原料大多采用氧化镁及其矿物白云石或菱镁矿，而对。
8、另一种镁含量高的矿物蛇纹石研究很少。基于此状况，我们对蛇纹石矿物在非真空条件下热还原法生产金属镁进行了深入研究，发明了蛇纹石矿物常压热还原制备金属镁的工艺。发明内容0006 本发明的目的是针对目前热还原法炼镁的缺陷，寻求一种简单、环保并能够连续、大规模制备金属镁的方法。为实现上述目的，本发明提供一种以蛇纹石矿物为原料在常压条件下热还原制备金属镁的工艺，其特征是以蛇纹石粉矿为原料，碳化钙为还原剂，氧化钙说 明 书CN 101967566 A 2/3页4为助剂，氟化钙为催化剂，常压条件下进行还原反应得到镁蒸气。反应方程式为：0007 2MgOSiO2+MgOSiO2+3CaC2+CaO 3Mg(g。
9、)+2(2CaOSiO2)+6C0008 具体步骤为：0009 (1)以蛇纹石矿物为原料，放入炉中以515/min的升温速率升温至500750煅烧脱除结晶水，得到煅烧产物；0010 (2)按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比30602450720配料，并添加催化剂后，混合物料在50Mpa下压制成球团；0011 (3)将所述球团料加入炉中，以515/min的升温速率升温至10001200，进行还原反应还原球团中的镁；0012 (4)还原出的镁蒸气在200600的镁冷凝器上冷凝为结晶镁，将镁冷凝器冷却至室温，收集得到结晶镁块。0013 其中，还原剂为碳化钙，助剂为氧化钙，催化剂为氟化钙。0014 进一。
10、步的，所述氟化钙添加量为混合原料量的510wt。0015 进一步的，所述步骤(2)中，混合原料压制成的球团粒度约为30mm。0016 该还原工艺具有以下优点：0017 1)选用蛇纹石矿物为原料，国内储量丰富，其理论含镁量可达到26.3，远高于白云石的13.2，具有很高的利用价值；0018 2)蛇纹石是一种硅酸镁矿物，工艺流程中无需进行脱碳，该工艺没有CO2排放，是一种低碳环保的工艺；0019 3)镁还原反应在常压下即可完成，配合合适的装出料装置可以实现连续生产，扩大生产规模，提高生产效率。附图说明0020 图1是本发明还原制备金属镁的工艺流程图。具体实施方式0021 实施例1：采用MgO含量为。
11、43.6的蛇纹石矿物为原料，将其加入炉中，升温至500脱除结晶水，得到煅烧产物。按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比30247配料，并添加5wt的氟化钙后混合均匀，在50Mpa下压制成粒度约为30mm的球团。将球团装入炉中，升温至1100，还原得到镁蒸气，镁蒸气在200的镁冷凝器上凝结并收集得到金属镁。0022 实施例2：采用MgO含量为43.6的蛇纹石矿物为原料，将其加入炉中，升温至600脱除结晶水，得到煅烧产物。按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比303515配料，并添加8wt的氟化钙后混合均匀，在50Mpa下压制成粒度约为30mm的球团。将球团装入炉中，升温至1150，还原得到镁蒸气，镁蒸气在3。
12、00的镁冷凝器上凝结并收集得到金属镁。0023 实施例3：采用MgO含量为43.6的蛇纹石矿物为原料，将其加入炉中，升温至750脱除结晶水，得到煅烧产物。按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比305020配料，并添加10wt的氟化钙后混合均匀，在50Mpa下压制成粒度约为30mm的球团。将球团说 明 书CN 101967566 A 3/3页5装入炉中，升温至1200，还原得到镁蒸气，镁蒸气在500的镁冷凝器上凝结并收集得到金属镁。0024 实施例4：采用MgO含量为43.6的蛇纹石矿物为原料，将其加入炉中，升温至750脱除结晶水，得到煅烧产物。按照煅烧产物、还原剂和助剂重量比603515配料，并添加10wt的氟化钙后混合均匀，在50Mpa下压制成粒度约为30mm的球团。将球团装入炉中，升温至1200，还原得到镁蒸气，镁蒸气在600的镁冷凝器上凝结并收集得到金属镁。说 明 书CN 101967566 A 1/1页6图1说 明 书 附 图。