炼镁新工艺:对接破解融资难 多热源-内热式-电热法炼镁技术

　　西安科技大学材料与工程学院研制的多热源-内热式-电热法炼镁技术在行业内受到广泛关注,据西安科大工程院介绍,技术研究开始于2003年,2005年后课题组相继承担了国家科技攻关计划项目---快速炼镁法成套技术开发及产业化示范、宁夏自治区重点攻关计划项目---镁还原温度场机理与制备新工艺技术研究和宁夏自治区重点攻关计划项目---镁还原蓄热炉及生产工艺技术,以及2007年国家科技部支撑计划项目---多热源内热试验炉工艺及装备的研究。多热源-内热式-电热法还原炉内传热传质规律计算机模拟西安科大针对传统皮江法还原罐内传热缓慢,还原周期长的缺点,设想在还原罐内设置若干发热体,以缩小传热距离,加快传热速度,提高反应效率。通过计算机模拟罐(炉)内的传热传质规律。在热源温度1200℃、1250℃、1300℃时;热源中心间距0~32m,热源半径5cm,热源中心距壁面0.23m,还原罐半径0~46m的模拟条件下,模拟研究表明:不到3小时,罐内温度已全部达1150℃以上,3小时时,罐内温度在1172~1200℃之间,最高温与最低温相差仅28℃,比传统皮江法小了36℃,炉内温度梯度显著变小,温场场均匀性提高。当1250℃时,热源温度提高了50℃,加热3小时时还原罐内温度已全部达1199℃以上。当1300℃时,热源温度为1300℃时,加热2小时,还原罐内温度已超过1150℃,加热2.5小时时,其温度已基本全部达1200℃以上,罐内最高温度为1300℃。多热源-内热式-电热法炼镁工艺试验可行在理论研究的基础上进行了试验研究,西安科大分别以3种不同规格的试验炉型进行了试验。10kw小型试验炉试验结果表明,多热源-内热式-电热法炼镁工艺是可行的,温度和真空条件完全可以满足反应要求。炉膛内温度可以达到1300℃,整个实验过程的真空度可以达到6Pa以下。只要控制好结晶区的温度,镁蒸气可以顺利的结晶到结晶筒内。80kw中型试验炉试验结果表明,反应器内外温差最小为66℃,在不到5h整个炉膛温度都达到1200℃,炉芯温度最高达到1353℃,压力一直维持在8Pa以下,电阻稳定,生成的料镁比为5.9,镁的回收率达到了85%。多热源-内热式-电热法炼镁工艺实验中较理想的镁回收率可以达到83%~88%,此值高于目前国内皮江法工艺75%~80%的水平。该工艺合适的还原时间为3~5h,当真空度达到6Pa时,还原时间可以缩短到2.5~3.5h,比传统皮江法工艺节约5h,提高生产效率150%以上。根据还原时间和供电功率估算大型反应器单位粗镁的电耗为10000~13000kwh/tMg,在工业实验中扩大单炉生产规模,并且实现物料热进热出的连续生产工艺,单位产品电耗将进一步降低。多热源-内热式-电热法炼镁技术优点及创新点该技术具有以下显著的优点:1.采用清洁能源电加热,可大大减轻环境污染,具有良好的社会效益和发展前景。2.还原炉体为普通材质,节省了皮江法昂贵的还原罐消耗,降低了生产成本。3.采用立式炉结构,改变了皮江法的间歇式生产方式,可实现还原过程自动化控制和连续式生产,降低了劳动强度,提高了劳动生产率。4.采用内部加热,反应温度不再受还原罐材质限制,还原温度可以高于1250℃,从而加快了反应速率,缩短了还原周期,提高了镁收率,可以大幅度降低能耗。5.反应空间不再受还原罐直径大小的限制,单炉产量可大幅度提高,减少了传统皮江法多台还原炉和附属设备投资。该技术具有独特的创新之处:1.多热源-内热式-电热法立式炉快速炼镁技术,以内加热代替外加热使传热效率大幅度提高,炉内温度场更趋均匀,能量利用率高。显著提高了反应速度,缩短了还原时间,提高了镁收率。具有明显的节能效果。2.用还原炉替代还原罐,摆脱容器还原的旧模式,实现集约化生产,单炉产量大,成本低。
　　3.立式炉体和自动化装卸料系统可实现连续式还原,提高生产效率,降低劳动强度,减少乃至消除粉尘污染。
　　4.电加热为清洁生产提供了保证,无粉尘、烟尘及CO2、CO、SO2等有害气体的排放,实现清洁生产。总之,多热源-内热式-电热法炼镁新工艺有望解决我国目前传统皮江法工艺诸多缺陷,将从根本上提升我国金属镁冶炼行业的技术水平。