一種通過激光照射提煉鎂的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型金屬鎂冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過激光照射提煉鎂的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)鎂冶煉的方法主要有電解法和熱還原法。電解法是電解熔融的無水氯化鎂，使之分解成金屬鎂和氯氣。該工藝的主要問題是無水氯化鎂制備困難，同時(shí)生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生氯化氫和氯氣的泄露，對人體及環(huán)境造成危害和污染。熱還原法以硅熱還原法為主，典型代表為皮江法，我國目前絕大多數(shù)的原鎂都由皮江法生產(chǎn)，皮江法是將煅燒白云石和硅鐵按一定配比磨粉、壓塊，在高溫和真空條件下，使氧化鎂還原為鎂蒸氣，然后冷凝結(jié)晶為粗鎂，再經(jīng)精煉制得鎂錠。皮江法具有很多優(yōu)點(diǎn)，原材料可就地取材，規(guī)模能大能小，生產(chǎn)成本比電解法低，工藝技術(shù)比較容易掌握。但其缺點(diǎn)也很突出，最大問題是能耗高、溫室氣體和固體廢渣排放量大、資源利用率低和環(huán)境污染嚴(yán)重，因?yàn)檫@些原因皮江法已成為國家限制發(fā)展項(xiàng)目，從而迫切要求研究者尋找新的煉鎂工藝。
[0003]此外，基于“皮江法”發(fā)展出的眾多改進(jìn)方法大都仍以煤、重油、天然氣或煤氣等加熱，并沒有從根本上杜絕熱效率低、煙塵排放、溫室氣體排放以及環(huán)境污染問題。
[0004]綜上，現(xiàn)有金屬鎂的冶煉方法往往需要耗費(fèi)大量電能或煤、天然氣等化石能源加熱，而造成的環(huán)境污染非常嚴(yán)重，同時(shí)生產(chǎn)效率低，迫切需要開發(fā)新的煉鎂技術(shù)。
[0005]專利申請?zhí)枮?01420731952.6，公開了一種激光煉鎂裝置，采用清潔能源，利用激光器發(fā)射激光煉鎂，不會(huì)對環(huán)境造成污染，其內(nèi)部的電極收集槽為敞開式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)設(shè)置夾層冷卻水套實(shí)現(xiàn)收集鎂的目的，該種收集裝置需要為電極通電，增加了電的能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種通過激光照射提煉鎂的裝置，降低能耗，減小污染。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種通過激光照射提煉鎂的裝置，包括殼體、料罐，料罐設(shè)置在殼體內(nèi)，還包括頂蓋、鎂收集器，所述殼體、料罐均為一端無蓋的筒體，殼體底部靠近料罐對稱設(shè)有進(jìn)氣管，殼體底部靠近邊緣對稱設(shè)有排氣管;頂蓋與殼體頂部固定連接，頂蓋中心設(shè)有激光入射鏡筒，激光入射鏡筒上端設(shè)有透鏡，頂蓋下方設(shè)有鎂收集器，鎂收集器為套筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通冷卻水，頂蓋上設(shè)有與鎂收集器相連通的進(jìn)水管和出水管。
[0009]所述的料罐與殼體間設(shè)有墊塊。
[0010]所述的激光入射鏡筒側(cè)部設(shè)有透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]不使用煤、天然氣等常規(guī)加熱方式，通過激光照射使鎂化合物在超高溫條件下實(shí)現(xiàn)高效率分解并收集鎂，以及解決現(xiàn)有煉鎂技術(shù)中存在的能耗高、污染嚴(yán)重等問題。將鎂收集器設(shè)置在殼體頂部，采用泠凝法收集鎂，降低了能耗，同時(shí)與側(cè)部收集鎂相比可增強(qiáng)鎂的收集效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1_玻璃透鏡2-透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管3-進(jìn)水管4-頂蓋5-鎂收集器6_殼體7-原料8-進(jìn)氣管9-排氣管10-進(jìn)氣總管11-墊塊12-料罐13-緊固螺絲14-出水管15-把手16-激光入射鏡筒。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本實(shí)用新型的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
[0016]見圖1，一種通過激光照射提煉鎂的裝置，包括殼體6、料罐12，料罐12設(shè)置在殼體6內(nèi)，還包括頂蓋4、鎂收集器5，所述殼體6、料罐12均為一端無蓋的筒體，殼體6與料罐12同軸設(shè)置，料罐12用于承載反應(yīng)原料7，殼體6底部靠近料罐12對稱設(shè)有進(jìn)氣管8，用于通入氣體，殼體6底部靠近邊緣對稱設(shè)有排氣管9，用于排出氣體;頂蓋4與殼體6頂部固定連接，用于密封殼體6，頂蓋4中心設(shè)有激光入射鏡筒16，激光入射鏡筒16上端設(shè)有透鏡，側(cè)部設(shè)有透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管2，透鏡可透過激光，透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管2用于通入保護(hù)氣體，防止鏡面污染;頂蓋4下方設(shè)有鎂收集器5，鎂收集器5為套筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通冷卻水，頂蓋4上設(shè)置與鎂收集器5相連通的進(jìn)水管3和出水管14。
[0017]其中，料罐12與殼體6間設(shè)有墊塊11，墊塊11的材質(zhì)為石墨材質(zhì)，用于防止激光穿透料罐12進(jìn)一步損壞殼體6。殼體6、料罐12、頂蓋4的材質(zhì)為金屬材質(zhì)，例如不銹鋼;透鏡材質(zhì)為遠(yuǎn)紅外玻璃材質(zhì)。進(jìn)氣管8、透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管2均可通惰性氣體，惰性氣體可以是氬氣、氦氣、氖氣，優(yōu)選為使用氬氣。原料7為氧化鎂或氯化鎂等鎂質(zhì)化合物原料7，優(yōu)選為為氧化鎂;激光的功率為I kw以上，光束直徑為I Omm以下。
[0018]優(yōu)選的，沿料罐12四周均布4個(gè)進(jìn)氣管8，4個(gè)進(jìn)氣管8匯總由一總管通入惰性氣體，靠近殼體6邊緣對稱設(shè)置4個(gè)排氣管9;頂蓋4通過緊固螺絲13與殼體6頂部連接，以密封殼體
6；玻璃透鏡I米用ZnSe?紅外玻璃透鏡I;為了方便頂蓋4上可設(shè)置把手15。
[0019]工作時(shí)，將料罐12裝滿氧化鎂反應(yīng)原料7并置于殼體6內(nèi)墊塊11上，然后蓋上頂蓋4用緊固螺絲13將殼體6密封好，分別從殼體6底部進(jìn)氣管8和透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管2持續(xù)通入氬氣置換空氣，保證殼體6內(nèi)的惰性氣氛，同時(shí)對玻璃透鏡I起到保護(hù)作用，鎂收集器5持續(xù)通入冷卻水。從頂蓋4激光入射鏡筒16上方入射功率Ikw以上、直徑小于1mm的激光，透過玻璃透鏡I對氧化鎂原料7進(jìn)行照射，在激光照射作用下，照射區(qū)域?qū)崿F(xiàn)急速加熱并達(dá)到數(shù)千度以上的超高溫，照射區(qū)域的氧化鎂原料7被高效率的分解出蒸氣態(tài)鎂和氧，鎂蒸氣上升在接觸到鎂收集器5時(shí)被不斷冷凝吸附于鎂收集器5的底面上，同時(shí)在氬氣氣氛的稀釋作用下，可避免分解出的氧與鎂重新反應(yīng)，持續(xù)進(jìn)行一定時(shí)間后停止照射，待冷卻后打開頂蓋4完成鎂的收集。
[0020]所述實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過激光照射提煉鎂的裝置，包括殼體、料罐，料罐設(shè)置在殼體內(nèi)，其特征在于，還包括頂蓋、鎂收集器，所述殼體、料罐均為一端無蓋的筒體，殼體底部靠近料罐對稱設(shè)有進(jìn)氣管，殼體底部靠近邊緣對稱設(shè)有排氣管;頂蓋與殼體頂部固定連接，頂蓋中心設(shè)有激光入射鏡筒，激光入射鏡筒上端設(shè)有透鏡，頂蓋下方設(shè)有鎂收集器，鎂收集器為套筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通冷卻水，頂蓋上設(shè)有與鎂收集器相連通的進(jìn)水管和出水管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過激光照射提煉鎂的裝置，其特征在于，所述的料罐與殼體間設(shè)有墊塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過激光照射提煉鎂的裝置，其特征在于，所述的激光入射鏡筒側(cè)部設(shè)有透鏡保護(hù)氣進(jìn)氣管。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種通過激光照射提煉鎂的裝置，包括殼體、料罐，料罐設(shè)置在殼體內(nèi)，還包括頂蓋、鎂收集器，所述殼體、料罐均為一端無蓋的筒體，殼體底部靠近料罐對稱設(shè)有進(jìn)氣管，殼體底部靠近邊緣對稱設(shè)有排氣管；頂蓋與殼體頂部固定連接，頂蓋中心設(shè)有激光入射鏡筒，激光入射鏡筒上端設(shè)有透鏡，頂蓋下方設(shè)有鎂收集器，鎂收集器為套筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通冷卻水，頂蓋上設(shè)有與鎂收集器相連通的進(jìn)水管和出水管。優(yōu)點(diǎn)是：通過激光照射使鎂化合物在超高溫條件下實(shí)現(xiàn)高效率分解并收集鎂，解決現(xiàn)有煉鎂技術(shù)中存在的能耗高、污染嚴(yán)重問題。將鎂收集器設(shè)置在殼體頂部，采用泠凝法收集鎂，降低了能耗，與側(cè)部收集鎂相比增強(qiáng)鎂的收集效果。
【IPC分類】C22B26/22
【公開號】CN205347549
【申請?zhí)枴緾N201620007074
【發(fā)明人】張偉, 巨東英, 童曉宇, 李金蓮, 張立國, 王再義, 鄧偉
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月5日