皮江法煉鎂(production of magnesium by Pidgeonprocess)是指在還原罐內加料，罐外加熱的還原爐中，用矽鐵還原劑將煅燒白雲石還原成金屬鎂的熱還原法煉鎂的方法。以發明者皮江( L.M.Pidgeon)命名的這種方法套用時間較長。可稱是矽熱法煉鎂的經典方法。與其他方法相比，此法具有建廠快、投資省、可利用多種熱源、產品質量好等優點，但由於間歇作業、單台生產能力低、能耗較高等問題，而影響它的發展。
基本介紹
- 中文名：皮江法煉鎂
- 外文名：production of magnesium by Pidgeonprocess
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 命名：以發明者皮江( L.M.Pidgeon)命名
簡介,發展簡史,過程,真空熱還原,皮江法煉鎂還原爐,
簡介
皮江法煉鎂(production of magnesium by Pidgeonprocess)是指在還原罐內加料，罐外加熱的還原爐中，用矽鐵還原劑將煅燒白雲石還原成金屬鎂的熱還原法煉鎂的方法。以發明者皮江( L.M.Pidgeon)命名的這種方法套用時間較長。可稱是矽熱法煉鎂的經典方法。與其他方法相比，此法具有建廠快、投資省、可利用多種熱源、產品質量好等優點，但由於間歇作業、單台生產能力低、能耗較高等問題，而影響它的發展。
發展簡史
加拿大蒂尼柯(Timminco)公司的哈雷(Haley)鎂廠於1941年最先採用皮江法煉鎂生產金屬鎂。隨後，日本古河鎂廠和宇部興產鎂廠也先後採用這種煉鎂方法。70年代以後，這些煉鎂廠對皮江法煉鎂的工藝和設備進行了改進，並逐步實現機械化、自動化操作後、進一步改善了作業條件和提高了勞動生產率。
過程
皮江法煉鎂包括白雲石煅燒、粉磨與壓球、真空熱還原等過程。煅燒白雲石的粉磨、配料、壓團至球團料裝爐過程要儘量快(一般不超過4h)，球團料要放在密封的紙袋內，以防止因吸潮導致物料活性降低而影響還原鎂的收率。
真空熱還原
球團料裝入還原爐的還原罐中於真空下被矽鐵中的矽還原成金屬鎂的過程。還原罐的高溫段用耐熱鋼製造，伸出護外部分的冷凝段為普通無縫鋼管相互焊接而成臥放在還原爐中，構成了一爐多罐式的還原爐結構。
還原過程為間歇性作業、各廠所用的還原罐規格不同，裝料量、鎂產且、還原周期也各異，一般周期為8-12h。也有使用大罐的，大罐的還原周期為24h。一個還原周期開始時，先將球團料加入還原罐內，此部位即為還原反應區。然後依次放入阻擋球團料熱輻射的隔熱屏、鎂結晶器和鹼金屬捕集器，再蓋好端蓋抽真空。
為獲得緻密的結晶鎂，還原是在低於10Pa的真空條件下進行的。還原反應區溫度控制在1473K。在此溫度下，球團料中的MgO·CaO被矽鐵中的矽還原成金屬鎂。生成的金屬鎂蒸氣逸至結晶器結晶，而生成的鹼金屬蒸氣則在鹼金屬捕集器內冷凝，與鎂結晶分離，還原結束時，關閉真空機組，並將真空系統與大氣接通，打開還原罐取出鹼金屬捕集器、鎂結晶器和隔熱屏，扒淨殘渣，結晶鎂送去精煉。
皮江法煉鎂還原爐
屬爐膛內加熱的還原爐，外殼由鋼板焊接或用紅磚砌成，並用槽鋼加固，內砌耐火磚(高溫部位用高鋁磚)，下部設有燃燒室，在兩個還原堆之間有用來噴入重油、煤氣、天然氣等燃料和二次空氣的噴嘴。經燃燒的熱氣流由燃燒室向上流動，並圍繞罐壁流過進入煙室，然後流進煙道。由煙道排出的廢氣溫度約973K，用熱交換器回收部分熱量，用於提高二次風的溫度。還原爐頂部設有測溫孔。每台還原爐裝有16或20隻不等的還原罐，還原罐一般為單行排列，每4隻或5隻還原罐組成一個真空系統。一個真空系統由真空管路、過濾器、真空泵、增壓泵(羅茨泵或油擴散泵)等組成。
還原罐露於還原爐外的冷凝段管內裝有隔熱屏、鎂結晶器和鹼金屬捕集器，管外焊有冷卻水套，用冷卻水來控制鎂冷凝區的溫度。罐口用帶真空膠墊的大蓋密封，靠近端蓋處焊以真空管路，與真空系統相接。
