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利用碳还原法生产镁与氧化铝的新工艺研究[1].do - - c 利用碳还原法生产镁与氧化铝的新工艺研究 李晓波 (山西丰喜肥业股份有限公司闻喜复肥分公司 闻喜礼元,043802) 还原法生产镁与氧化铝的新工艺的方法. 关键词:拜耳法 皮江法 一,镁业现状 2000年到今天, 中国金属镁企业均向万吨级转向,其总生产能力已超过80万吨/年，而全世界金属镁的使用量在60万吨/年以上，也就是说供大于求已是不争之实事，如何解决此矛盾，使企业走出困境，重点分析硅热法（皮江法）炼镁及碳热法炼镁. 硅热法（皮江法）皮江法炼镁是中国现行普遍应用的一种方法：其优点是：①规模能大能小，原材料可就地取材；②成本相对电解法较低；③技术不难掌握；④在九十年代经济效益可观；⑤镁的等级质量略高于电解镁等。皮江法炼镁的主要工艺流程是：白云石在回せ蛄⒁ぶ徐焉粘伸寻祝扑楹笥牍杼?5%）和萤石粉（含CaF2≥95%）混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及1.33Pa真空度下还原制取粗镁，经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。皮江法炼镁缺点：生产1吨金属镁锭需要有消耗白云石12-14吨；无烟煤及烟煤8-10吨；副产还原渣5-6吨，这些还原渣目前还没有发现更好的用途，污染环境；劳动强度大，原料车间粉尘污染严重. 碳热法炼镁,上世纪20---30年代欧美建过一装置,其反应温度高达2000度以上,副产品CO与还原出镁存在可逆反应,当反映温度超过1250度时,可逆反应增加很快,反应温度每提高10度,反应速度增加2---3倍;反应出的镁粉与高温CO也易发生爆炸,同时如此高温气体分离.冷却设备太复杂,上世纪50年代碳热法炼镁企业均已停产,但从上世纪到现在碳还原炼镁的研究就没有停止,主要进展是用氧化镁和碳还原,还原温度均高于1300度以上,温度大于1250度皮江法炼镁不锈钢还原罐就软化而没强度,此类也只建了些实验装置而没有工业化.因硅铁作还原剂成本太高,不利于镁企业在社会生存,因此碳还原炼镁将还是今后研究重点. 在研究碳.煅白及催化剂真空炼镁工艺流程时,因联产氧化铝,用必要了解我国氧化铝的现状:为摆脱高品位铝矿产资源严重匮乏的困境,选矿拜耳法列为国家\九五\重点科技攻关项目,由于我国铝土矿属于一水硬铝石型的特性,致使氧化铝生产工艺复杂,生产流程较长,单位能耗较高,投资大,从而使得我国氧化铝缺口越来越大,到90年代中期,每年缺口量约占1/3.为解决氧化铝的缺口,原中国有色金属工业总公司于1996年与美国铝业公司达成协议,投资购买美铝100万吨/a氧化铝生产能力.氧化铝严重短缺,将是制约我国原铝工业发展的一个主要因素. 二, 利用碳还原法生产镁与氧化铝的新工艺(见图1) 煅白 ← 煤气← ↓ ↓ ↑ 焦碳→ 配料制粉成型→ 真空还原→ 粗镁→ 精制→ 镁锭 ↑ 催化剂 白云石经1200度煅烧后产品为煅白 图1 碳还原法生产镁工艺流程图 生产炼镁催化剂与联产氧化铝工艺流程图(见图2) 化工原料A ↓ 低品位铝土矿及煤矸石 → 煅烧溶解过滤→滤液 → 碳化过滤 →滤液二次碳化 ↑ ↓ ↓ ↓ 化工原料B 滤饼烘干→ 滤饼烘干