取之于精炼镁废固渣而用之于镁的方法与流程

814 编辑：中冶有色技术网来源：张伟

2023-11-03 15:25:12

1.本发明属于工业制造技术和环境保护资源综合利用领域，是一种从精炼镁及镁合金废固渣干选提粗镁粒，水溶解剩余物的母液制熔剂，过滤固渣再制金属镁的方法。

背景技术：

2.国内外金属镁及镁合金不仅广泛应用于航空航天、军事、交通(包括汽车、飞机、摩托车、自行车工业等) 等领域，而且随着电子技术日趋精密化，还将进一步应用到电子技术、光学器材等精密机械领域。我国的镁资源储量及产量，居世界首位；产量占全球2/3以上。镁及镁合金建成产能突破百万吨，其中，主要分布在陕西60万t/年，山西20万t/年，宁夏20万t/年。镁业的迅速崛起对整体提高国民经济水平有着至关重要的意义。生产利用的同时，也产生了巨大的环境负担。我国目前的部分金属镁产业仍存在技术水平低、污染高、耗能高的缺点。而每生产一吨镁，就产生精炼废渣约200kg～300kg，全国每年所排放的炼镁废渣合计在20万吨以上。目前这些精炼废渣大多数企业无法回收利用，普遍排放到偏僻地方。随时间推移，一方面，这些废渣经过风化形成粉尘，到处飘落污染环境。另一方面，这些废渣含有大量碱性物质，若在雨水的带动作用下，便可被水溶解带走，致使周围土壤碱化，地下水源污染。轻则由于钙镁离子的增加使地下水源变为硬水；重则废渣中含有极易溶于水的氯化钡形成剧毒污染。有些企业耗巨资建造了无渗漏废固排放场[1]，但无法保证这些废料在不断累积与地质运动后不会渗漏。终究给后人埋下隐患，未能一劳永逸地彻底解决其污染源问题。该问题不能解决最终会制约镁产业的发展。故此，有效利用炼镁废固渣杜绝二次排放，就显得十分重要。现处理精炼镁渣的方法基本有以下两种：1、加大熔剂用量再进行精炼提取金属镁，导致既增加耗能，又继续产生含剧毒废渣。

[0003]

2、用稀盐酸溶解精炼镁渣制光卤石和氯化镁[2]，此工艺需耗大量盐酸和碳酸钠，反而将很高价值的镁粒生成低价值的氯化镁，且仍会二次产生废渣。

[0004]

这两种方法既增加耗能，又浪费资源，还不能彻底消灭废渣。我国现在生产熔剂的唯一方法是用我国青海省格尔木地区的察尔汗盐湖中独有的的含水光卤石原料脱水制作。含水光卤石原料极为可贵，主要用作钾肥原料，其次可以作为电解金属镁原料。为此必须研发出一种两全其美的方法，既达到节约能源、彻底分解综合利用资源、保护环境，又能生产出优质的产品。

技术实现要素：

[0005]

为了解决增加耗能、浪费资源、再产废渣的问题，达到保护环境、资源彻底综合利用，给镁业的可持续发展打下基础，提供优质的产品，我们研发出以下制造方法：1、收集金属镁及镁合金厂废弃的精炼镁渣，通过破碎（粒径<5mm）、筛选、制粉、风选分离出15～2.5%的粗镁粒。该产品通过精炼就可提纯金属镁。即生产金属镁的半成品原料。

[0006]

2、剩余物，如表1所示，加适量不含so

４２－

的水、搅拌、溶解（mgcl2、kcl、bacl2、cac12、nac1均溶于水，而mgo等不溶于水）使溶液为饱和状态，过滤，将母液蒸发、浓缩、冷却、结晶、离心脱水提取出含水光卤石，标准如表2所示。过滤后的固渣主要成分为氧化镁。母液蒸发产生的水蒸气冷却回收再利用。

[0007]

表1：剩余精炼镁渣组成表成分mgcl

２

kclbac12nac1mgo含量(％)53.030.01.56.05.28成分cac12caf2粉尘fe

２＋

+cu

２＋

mn

２＋

含量(％)3.00.50.50.20.02表2：含水光卤石成分表3、含水光卤石经过化验按能产出达到表3所示钡熔剂标准的比例加入纯度95%以上的mgcl2、kcl、bacl2，用含镍不锈钢锅加热至750℃左右，待彻底脱水熔融后，让熔液自然冷却至30℃～50℃，再经破碎，制得脱水光卤石又称熔剂成品，指标要调整到表3所示的钡熔剂标准。如不加纯mgcl2、kcl、bacl2可制出如表4所示的产品。该产品是生产金属镁及镁合金的必备熔剂，每生产一吨金属镁至少用120公斤钡熔剂。

[0008]

表3：钡熔剂参考标准表指标名称指标指标名称指标mgcl

２

含量(％)38～46水不溶物、灰分含量(％)≤o.5kcl含量(％)32～40灼烧失量(％)≤2.0mgo含量(％)≤1.5氯化钠、氯化钙总含量(％)≤8.0bac12含量(％)5.0～8.0

??

表4：自然脱水产品指标表指标名称指标指标名称指标mgcl

２

含量(％)47～54水不溶物、灰分含量(％)≤o.5kcl含量(％)30～42灼烧失量(％)≤1.5bac12含量(％)1～3氯化钠、氯化钙总含量(％)≤8.0mgo含量(％)≤1.5

??

4、在脱水、熔融过程中产生的氯化氢气体和水蒸气经过吸收冷凝生成稀盐酸接收到玻璃钢器皿中，再加入适量上述主要成分为氧化镁的过滤后固渣，制出mgcl2。该产品又是生产熔剂的原料，再重复生产熔剂。

[0009]

5、过滤下的固渣再次彻底清洗，达到渣中不留可溶性盐，二次过滤，将不饱和母液返回溶解工序中重复使用，滤后固渣烘干，含氧化镁80%以上，制的生产金属镁的极品原料。在此称之为氧化镁原料。

[0010]

国内炼镁产业中应用最为广泛的皮江法炼镁，且最具代表性的硅热法炼镁工艺，

是将白云石煅烧（mgco3caco3= mgo

?

cao+2co2↑

）生成氧化镁和氧化钙，然后经研磨与硅铁粉(w(si)=75%)和萤石粉(w(caf)=95%)混合制球(制球压力为9.8～29.4mpa)，送入耐热钢还原罐内，在l190～l210℃及1.33～10pa真空条件下，还原成粗镁，反应过程是: 2(mgocao) si=2mg

↑?

2caosio2，经过熔剂精炼，产出金属镁。一般煅烧出的白云石组份为cao 32.50%；mgo 20.58%；fe2o32.18%；sio

2 0.96%；烧失量（co2）43.78%.所以在采取硅热皮江法炼镁工艺生产金属镁的过程中，混合制球阶段前按一定的配比比例加入上述氧化镁原料即可。每添加1吨该原料，可代替使用用4吨白云石，相应减少煅烧4吨白云石的二氧化碳排放量。并且还可减少大量硅铁的用量。突出地降低了原料成本。

[0011]

在上述处理金属镁及镁合金精炼废固渣的整个过程中，所再次产生的气体、液体、固体全部综合利用到生产镁中。

[0012]

参考文献[1]刘峰.镁盐/矿化垃圾改性对污水污泥产气性能的影响[j].四川环境,2013,32(04):28

?

32.[2]《海湖盐与化工》2006年第1期。

技术特征：

1. 一种取之于精炼镁废固渣而用之于镁的方法, 其特征是以精炼镁及镁合金废固渣为原料,经过如下加工工艺制备而成：（1）、将精炼镁渣破碎,粒径<5mm、筛选、制粉、风选分离出15～2.5%的粗镁粒；（2）、剩余物加适量不含so

４２－

的水搅拌、溶解,使溶液为饱和状态、过滤，将母液蒸发、浓缩、冷却、结晶、离心脱水提取出含水光卤石；（3）、含水光卤石经过化验按能产出达到表1所示钡熔剂标准的比例加入纯度95%以上的mgcl

２

、kcl、bacl

２

，用钳锅加热至750℃左右，待彻底脱水熔融后，让熔液自然冷却至30℃～50℃，再经破碎，制得脱水光卤石,又称熔剂成品，指标要调整到表1所示钡熔剂标准，如不加纯mgcl

２

、kcl、bacl

２

可制出如表2所示的产品；表1：钡熔剂参考标准表指标名称指标指标名称指标mgcl

２

含量(％)38～46水不溶物、灰分含量(％)≤o.5kcl含量(％)32～40灼烧失量(％)≤2.0mgo含量(％)≤1.5氯化钠、氯化钙总含量(％)≤8.0bacl2含量(％)5.0～8.0表2：自然脱水产品指标表指标名称指标指标名称指标mgcl

２

含量(％)47～54水不溶物、灰分含量(％)≤o.5kcl含量(％)30～42灼烧失量(％)≤1.5bac12含量(％)1～3氯化钠、氯化钙总含量(％)≤8.0mgo含量(％)≤1.5（4）、在脱水、熔融过程中产生的氯化氢气体和水蒸气经过吸收冷凝生成稀盐酸接收到玻璃钢器皿中，再加入适量适量主要成分为氧化镁的过滤后固渣，制出mgcl

２

，该产品又是生产熔剂的原料,再重复生产熔剂；（5）、过滤下的固渣再次彻底清洗，达到渣中不留可溶性盐，二次过滤，将不饱和母液返回溶解工序中重复使用，滤后固渣烘干，含氧化镁80%以上，制的生产金属镁原料。

技术总结

本发明一种取之于精炼镁废固渣而用之于镁的方法属于工业制造技术和环境保护资源综合利用领域，是一种从精炼镁及合金废固渣干选提粗镁粒，水溶解剩余物的母液制熔剂，过滤固渣再制金属镁的方法。此方法既能解决增加耗能、浪费资源、不能彻底消灭含剧毒废渣的问题;又能达到资源综合利用保护环境，还能生产出高附加值金属镁和熔剂产品，为镁业的可持续发展打下基础。破碎精炼镁渣，筛选、风选出粗镁粒。可作制镁原料。剩余物溶解、过滤，母液蒸发、浓缩、脱水、熔融、冷却、破碎，制得生产金属镁及镁合金熔剂。过滤下的固渣烘干，含氧化镁80%以上，制的生产金属镁的极品原料。制的生产金属镁的极品原料。

技术研发人员：张伟张嘉洋

受保护的技术使用者：张伟

技术研发日：2021.09.17

技术公布日：2021/12/3

声明：

“取之于精炼镁废固渣而用之于镁的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

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