Спосіб безперервного рафінування магнію

Спосіб безперервного рафінування магнію, що включає підтримання розплавленого магнію над шаром розплавленої солі, питома вага якої більша 3 складу розплавленої солі, а в останній рафінувальній камері для захисту рафінованого магнію використовують інертний газ аргон, вміст в якому кисню та азоту не перевищує 0,1% об. Використання для захисту поверхні розплавленого магнію порошкоподібного флюсу, який має температуру плавлення нижче ніж магній, швидко розплавляється, сприяє створенню на поверхні розплавленого металу суцільної повітрянепроникної захисної плівки та виключає контакт металу з киснем повітря, а також горіння металу. При цьому зменшується кількість шламу. Захист металу в останній камері розпиленням порошкоподібного флюсу неприпустимий, тому що це може стати причиною забруднення вже очищеного магнію хлором у вигляді хлоридів металів, які входять до складу флюсу. Тому в останній камері захист поверхні металу здійснюють за допомогою інертного газу. Під інертним газом мається на увазі аргон. В аргоні необхідно обмежувати вміст кисню та азоту, які при робочих температурах в печі (700-720°С) реагують з магнієм з утворенням оксиду та нітриду магнію, які забруднюють метал та потім частково переходять у шлам. Це обмеження з практичного досвіду прийнято на рівні 0,1% об. Більш глибока очистка аргону не доцільна, тому що підвищується його ціна та практично не можливо забезпечити більш низьку концентрацію кисню та азоту в підсклепінні печі. Спосіб здійснюється таким чином. В піч безперервного рафінування, яка має рафінувальні камери та камеру для накопичування шламу, завантажують сольовий розплав, що складається із суміші хлоридів лужних, лужноземельних металів, магнію та фторидів кальцію, і питома вага якого перевищує питому вагу розплавленого магнію. Після розігріву сольового розплаву до необхідної температури в піч у першу камеру заливають розплавлений маг-ній-сирець. Закривають усі технологічні патрубки та люки, та на поверхню дзеркала металу в першій та наступних одній або двох рафінувальних камерах механічним або пневматичним способом розпилюють порошкоподібний захисний флюс, що за складом подібний складу сольового розплаву, який знаходиться у печі. Одночасно включають постійну подачу інертного газу (аргону) у підсклепіння останньої рафінувальної камери. Після закінчення процесу рафінування метал передають на виробництво зливків. Приклади здійснення способу: Піч безперервного рафінування магнію, яка має форму зрізаного до низу конусу, включає центральну накопичувальну камеру для шламу, три радіально розташовані та з'єднані послідовно рафінувальні камери з перегородками. Перегородки мають перетічні канали для магнію та сольового 41575 4 розплаву. Ця піч працювала 60 діб при наступних параметрах: - продуктивність печі, т/годину 2,0-2,5 - ємність печі по магнію, м3 12,0-14,0 - ємність печі по сольовому розплаву, м3 10,0-12,0 - висота камер, мм 3500 - кут скосу стінок печі по відношенню 60 до поду печі, градус - тривалість роботи печі по прототи25 пу, доба - тривалість роботи печі по рішенню, 21 що заявляється, доба - температура рафінованого металу, 700±5 °С - температура сольового розплаву, 720±5 °С - склад сольового розплаву, % мас: MgCl2 8,0-15,0 NaCl 20,0-30,0 СаСl2 1,0-3,0 ВаСl2 1,0-3,0 CaF2 0,5-1,0 КСl решта. Чистку печі від шламу проводили кожні 5 діб при її роботі за прототипом (цикли 1-5) та кожні 7 діб при її роботі за способом, що заявляється (цикли 6-8). При веденні процесу рафінування за прототипом захист магнію від окислення у всіх рафінувальних камерах здійснювали за допомогою інертного газу аргону, який подавався у підсклепіння печі. В наведених прикладах за способом, що пропонується, на поверхню металу в першій і другій рафінувальних камерах розпилювали порошкоподібний флюс, виготовлений із розплаву, який знаходиться в печі (крупність часток флюсу менше 1мм). В останній камері поверхню металу захищали за допомогою інертного газу - аргону, вміст у якому кисню та азоту був менше 0,1% об. Витрати порошкоподібного флюсу складали від 5,0 до 6,1кг/т рафінованого магнію. Результати досліджень наведені у таблиці. Дані таблиці вказують, що втрати магнію при рафінуванні по способу, що заявляється, зменшуються в 2,2-3,9 рази, а витрати дорогокоштуючого інертного газу аргону знижуються в середньому в 2,0-2,5 рази. Крім того, спосіб, що заявляється, дозволяє знизити кількість шламу приблизно в 1,41,8 рази. Таким чином, з'являється можливість знизити експлуатаційно-матеріальні витрати при проведенні безперервного рафінування: зменшення угару магнію, витрат аргону та виходу шламу. 5 41575 6 Таблиця Витрати заСпосіб Кількість Тривалість Витрати аргону хисного флюрафіну№ цикмагнію су циклу, вання марафіновалу доба гнію кг/цикл ного, т нм3/рік нм3/цикл кг/рік По прототипу 5 Разом Спосіб, що заявляється Разом 1 2 3 4 5 4,2 4,6 4,3 4,0 4,3 6 7 8 1,3 1,3 1,4 25 7 21 Комп’ютерна верстка А. Рябко 504 552 516 480 516 2568 218,4 218,4 235,2 672,0 0 0 0 0 0 0 10 12 10 0 0 0 0 0 0 1680 2016 1680 5376 187 173 186 216 202 964 336 331 358 1025 Підписне Кількість шламу кг 1680 1890 1760 2400 2200 9930 2080 1740 2180 5940 кг/т Mg 9,0 10,9 9,5 11,0 11,0 6,2 5,9 6,1 Кількість Витрати MgO у вибмагнію на раному угар шламі кг/т кг % кг Mg 440 26,2 265 1,42 470 24,8 283 1,64 496 28,2 299 1,61 510 23,2 308 1,42 607 27,6 366 1,81 2300 1521 255 12,2 154 0,46 307 17,6 185 0,56 380 17,4 229 0,64 942 558 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601