利用廢熔劑渣生產(chǎn)鎂及鎂合金熔劑的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鎂冶煉和鎂合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用廢熔劑渣進(jìn)行鎂冶煉和鎂合金生產(chǎn)所用熔劑的系統(tǒng)及方法，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鎂是一種繼鋼鐵、鋁合金之后的一種新的金屬結(jié)構(gòu)材料，它密度小，比強(qiáng)度大、無磁性等優(yōu)勢特性，廣泛用于航天航空、高鐵、城市交通、汽車、機(jī)械裝備以及武器裝備上。
[0003]金屬鎂及鎂合金生產(chǎn)中要使用一種由氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉和氯化鋇等物質(zhì)混合物組成的熔劑，在鎂及鎂合金的熔煉和凈化過程中，它們能夠使鎂不被氧化并能除去鎂或鎂合金中的雜質(zhì)，這種混合物要有一定的比例，而且在生產(chǎn)這種混合物過程中所用的氯化鎂所用的是六個結(jié)晶水的氯化鎂，而氯化鋇是兩個結(jié)晶水的氯化鋇，鎂及鎂合金的熔劑熔煉過程就是把含有的結(jié)晶水脫除的過程，也就是水分的蒸發(fā)過程，蒸發(fā)過程是要消耗大量的能源。同時在熔劑的脫水過程中氯化鎂中結(jié)晶水脫除工作接近結(jié)束時，無水氯化鎂在高溫下會發(fā)生水解，產(chǎn)生氯化氫和氧化鎂，產(chǎn)生的氯化氫會從熔劑熔體中逸出，造成環(huán)境污染及腐蝕設(shè)備和建筑物，在鎂及鎂合金熔劑生產(chǎn)中主要的任務(wù)是脫除混合氯化物中的水分，要消耗能源，它是生產(chǎn)成本的主要組成部分，占產(chǎn)品成本的25?30%，在生產(chǎn)中產(chǎn)生的氯化氫要用堿性溶液吸收除去，所用的原料氯化物都是工業(yè)產(chǎn)品，其中氯化鉀在我國主要用于農(nóng)業(yè)用作化肥，國內(nèi)資源貧乏，每年由國外進(jìn)口量占需求量的50%以上。原料占產(chǎn)品成本的40?50%左右，特別是氯化鉀在成本中是重要的因素。
[0004]鎂及鎂合金熔劑在鎂及鎂合金生產(chǎn)中，除去了鎂及鎂合金中的氧化物、氮化物和碳化物及堿金屬鉀、鈉后，就失去了它凈化的作用，而形成一種黑灰色粘稠的物質(zhì)從鎂或鎂合金熔體中分離排出來廢棄外排掉，由于這些氯化物都極易溶于水，嚴(yán)重污染地下水源，特別是其中的氯化鋇還是一種有毒物質(zhì)，需要謹(jǐn)慎處理排放，渣中不溶于水的部分主要是粗鎂中的氧化物、氮化物、碳化物，氮化物和水接觸生成氨氣，碳化物遇水生成乙炔氣，這兩種氣體也會對環(huán)境造成污染，所以這種熔劑渣的排放也容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，處理這些問題一直是金屬鎂和鎂合金行業(yè)的一個老大難問題。
[0005]傳統(tǒng)的鎂及鎂合金熔劑生產(chǎn)均采用工業(yè)氯化鎂、氯化鈉及氯化鉀，還有氯化鋇原料混合，在坩禍中加熱脫水制取熔劑，生產(chǎn)中由于燃料燃燒不佳，爐子結(jié)構(gòu)問題普遍存在，一般坩鍋排煙氣達(dá)700?800度，氯化鎂水解產(chǎn)生的氯化氫利用燒堿溶液吸收后，溶液隨意排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中鎂及鎂合金熔劑生產(chǎn)及生產(chǎn)后渣的排放所存在的嚴(yán)重問題，本發(fā)明提出了一種從廢熔劑渣中提出可溶的氯化物，用作原料重新生產(chǎn)熔劑，脫水過程中采用階梯或蒸發(fā)方式及雙效蒸發(fā)器相結(jié)合的蒸發(fā)工藝，達(dá)到生產(chǎn)中的節(jié)能，降耗和減排效果。氯化鎂水解產(chǎn)生的氯化氫用脫除氯化物后的殘渣作氯化氫吸收劑，吸收后的溶液用作熔劑生產(chǎn)的原料并入熔劑生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種利用廢熔劑渣生產(chǎn)鎂及鎂合金熔劑的系統(tǒng)，包括粉碎機(jī)，所述粉碎機(jī)將原料輸入廢熔劑循環(huán)溶化槽，所述廢熔劑循環(huán)溶化槽通過廢熔劑循環(huán)溶化栗及管路將其內(nèi)液體一路輸入高位吸收器、另一路輸入帶式真空過濾機(jī)。
[0008]所述高位吸收器的氣體入口同時吸入來自于第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋和第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器的氣體，所述高位吸收器的液體出口并聯(lián)第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器的液體出口 B后與廢熔劑循環(huán)溶化槽的循環(huán)口聯(lián)通。
[0009]所述第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器的液體出口A與第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋的液體進(jìn)口連接，所述第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋的頂部氣體出口與第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器的氣體進(jìn)口聯(lián)通;所述第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋和第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋安裝于熔劑熔制爐內(nèi)，所述第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋的液體進(jìn)口和第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋的液體出口聯(lián)通，所述熔劑熔制爐連接煙囪；所述第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋通過離心澆注栗連接熔劑澆注盤。
[0010]所述帶式真空過濾機(jī)內(nèi)的濾液通過水環(huán)式真空機(jī)組進(jìn)入氯化物清液槽，所述帶式真空過濾機(jī)內(nèi)的濾渣在其清洗段清洗后排出，清洗液進(jìn)入洗滌水除槽，所述洗滌水除槽內(nèi)的清洗液通過洗滌液栗進(jìn)入廢熔劑循環(huán)溶化槽。
[0011 ]所述廢熔劑循環(huán)溶化槽內(nèi)的氣體通過熔制爐空氣風(fēng)機(jī)通入熔劑熔制爐內(nèi)燃燒。
[0012]所述氯化物清液槽內(nèi)的清液通過氯化物清液栗進(jìn)入第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器。
[0013]應(yīng)用于上述系統(tǒng)的利用廢熔劑渣生產(chǎn)鎂及鎂合金熔劑的方法，包括如下步驟:
(1)、將鎂及鎂合金廢熔劑渣經(jīng)粉碎機(jī)粉碎至1mm以下加入廢熔劑渣溶化槽中，液固比控制在4?6:1;
(2)、將廢熔劑渣溶化槽內(nèi)的混合料液用廢熔劑循環(huán)溶化栗打入高位吸收器中，用高速液體流產(chǎn)生的負(fù)壓吸收第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋中產(chǎn)生的氯化氫、水蒸氣和第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器所產(chǎn)生的廢渣蒸氣，循環(huán)進(jìn)入廢熔劑循環(huán)溶化槽，該廢熔劑循環(huán)溶化槽所產(chǎn)生的廢氨氣和廢乙炔氣聚集在廢熔劑循環(huán)溶化槽內(nèi)上部，被熔制爐空氣風(fēng)機(jī)抽出吹入熔劑熔制爐中進(jìn)行燃燒除去；
(3)、當(dāng)廢熔劑溶化槽中溶液溶質(zhì)達(dá)30%以上后，混合溶液用廢熔劑循環(huán)溶化栗加入帶式真空過濾機(jī)上；
(4)、通過水環(huán)式真空機(jī)組將帶式真空過濾機(jī)內(nèi)的混合料中濾液吸入氯化物清液槽中，濾渣經(jīng)清水在帶式真空過濾機(jī)的清洗段清洗后排出，作為硫酸鎂生產(chǎn)的原料，清洗液流入洗滌水除槽，并通過洗滌液栗進(jìn)入廢熔劑循環(huán)溶化槽；
(5)、氯化物清液槽內(nèi)的氯化物清液被氯化物清液栗打入第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器中蒸發(fā)脫水；
(6)、第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器中氯化物溶液被加熱脫水后通過重力作用自動流入第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋中繼續(xù)蒸發(fā)脫水；
(7 )、當(dāng)?shù)诙蹌┟撍舭l(fā)鍋內(nèi)的氯化物溶液水分含量25?40%時，打開閥門將混合液加入第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋中；
(8)、在第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋內(nèi)繼續(xù)脫水蒸發(fā)，達(dá)到水分含量<1%時，用離心澆注栗加入熔劑澆注盤中冷卻后成為熔劑成品。
[0014]本方法具體如下優(yōu)點(diǎn):
1、生產(chǎn)熔劑的原料是利用被廢棄的熔劑渣為原料，利用渣中的氯化物易溶于熱水特性并利用熔劑脫水過程產(chǎn)生的廢熱水進(jìn)行浸出提取。
[0015]2、脫水過程采用在一條熱煙氣煙道上階梯式串連二臺加熱脫水坩鍋，并在第二坩鍋上采用雙效蒸發(fā)器(第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋本身作為一效蒸發(fā)器，第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器則作為二效蒸發(fā)器)，以充分利用熱量，降低能耗。
[0016]3、氯化鎂水解產(chǎn)生的氯化氫用熔劑渣熱溶浸過程的循環(huán)栗循環(huán)吸收，熱溶過程產(chǎn)生的氨氣和乙炔氣用引風(fēng)機(jī)送脫水坩鍋爐中燃燒除去。
[0017]4、提取氯化物后的渣和硫酸反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鎂，用作蔬菜化肥。
[0018]本發(fā)明設(shè)計合理，利用鎂及鎂合金熔劑廢渣中的氯化物并用生產(chǎn)熔劑脫水過程產(chǎn)生的廢熱水將其提出并進(jìn)行蒸發(fā)，重新生產(chǎn)熔劑;并用熔劑廢渣中氧化鎂吸收氯化鎂水解生成的氯化氫;廢熔劑和渣水化后生成的氨、乙炔用風(fēng)機(jī)抽吸送入坩鍋爐中燃燒除去，最后渣中的氧化鎂送往硫酸銨生產(chǎn)車間和硫酸反應(yīng)生產(chǎn)蔬菜化肥硫酸銨。
【附圖說明】
[0019]圖1表示本發(fā)明系統(tǒng)的連接示意圖。
[0020]圖中，1-第一熔劑脫水蒸發(fā)鍋，2-第二熔劑脫水蒸發(fā)鍋，3-第二熔劑鍋第二效蒸發(fā)器，4-高位吸收器，5-鎂及鎂合金廢熔劑渣，6-粉碎機(jī)，7-廢熔劑循環(huán)溶化槽，8-廢熔劑循環(huán)溶化栗，9-帶式真空過濾機(jī)，10-水環(huán)式真空機(jī)組，11-氯化物清液槽，12-氯化物清液栗，13-廢熔劑過濾后干渣，14-熔劑熔制爐，15-煙囪，16-洗滌水除槽，17-洗滌液栗，18-熔制爐空氣風(fēng)機(jī)，19-離心澆注栗，20-熔劑澆注盤。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]—種利用廢熔劑渣生產(chǎn)鎂及鎂合金熔劑的系統(tǒng)，如圖1所示，包括粉碎機(jī)6，所述粉碎機(jī)6將原料輸入廢熔劑循環(huán)溶化槽7，所述廢熔劑循環(huán)溶化槽7通過廢熔劑循環(huán)溶化栗8及管路將其內(nèi)液體一路輸入高位吸收器4、另一路輸入帶式真空過濾機(jī)9。
[0023]如圖1所示，所述高位吸收器4的