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年产15000吨金属镁项目

楼主#
更多 发布于:2014-07-28 11:21
年产15000吨金属镁项目

一、  金属镁的应用前景十分广阔
镁是常用金属中最轻的一种,密度为1.74g/cm3,比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢。就目前而言,镁的应用主要集中在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域,分别占消费总量的43%35%13%。同时还用在稀土合金、阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等广泛领域。其中镁合金的应用前景最为广阔,由于镁合金具有较好的加工性能、重量轻、韧性大、屏蔽性良好以及较强的抗震减噪性能,被广泛应用于航空航天、汽车零部件、3C产品等军用工业、民用工业的各个领域。世界镁的消费区域主要集中在北美和欧洲地区,其消费量约占全球总消费量的3/4
同时,由于镁合金具有极强的可再回收利用特性,以及其生产利用过程具有“一次污染、终身清洁”优点,越来越多的受到人们的青睐,应用范围正在迅速拓展,用量也在急剧增加。据预测,通用汽车和福特汽车公司预计在今后的20年内每辆汽车的镁合金用量将从目前的3公斤提高到100公斤。另外镁合金在电器和家电,尤其是3C(指计算机Computer、通讯Commu—ication和消费电子产品  onsumerElectronic的简称)以及航空航天领域的应用量也将呈现出大幅度增长的势头,具有广阔的市场发展前景。
、金属镁的发展现状
20世纪80年代初以来,全球的镁产量呈增长趋势,年增长率为2%以上。全球前5名镁大国是中国、挪威、美国、俄罗斯和以色列。金属镁工业是我国冶金行业起步较晚的新型产业,自20世纪90年代以来,我国镁工业高速发展,原镁产量由1990年的0.53万吨增到2008年的63万吨,2008年我国镁产量占全球总产量的85%以上。我国已经成为世界镁生产大国和出口大国。但我国还不是镁应用强国,我国的镁工业目前尚存在以下几方面的问题。
1)镁的生产地区分布不均衡。中国山西、宁夏、陕西三地的镁总产量占全国总产量的绝大部分。镁生产规模在10000t/a以上的企业主要分布在山西、宁夏两地。
2)镁工业生产一体化程度不高,产品结构不合理,造成资源严重浪费。突出表现在镁冶炼能力过剩,深加工能力不足,75%以上作为初级原料低价出口,属于典型的以牺牲资源和环境为代价的原料出口型工业。
3)镁企业的生产主要以满足出口需要为主,呈资源型出口,内需开发不足。2005年中国镁产品产量为46.76万吨,其中出口量为35.3万吨,国内消费量为10.55万吨,两者之比为3.3:1。同时,全国上百家镁生产企业为了出口,无序竞争,竞相压价,严重影响中国镁工业整体效益。
4)企业运营水平不高。中国镁企业生产规模小、企业实力不足,缺乏对专利、商标、文化和品牌等无形资产的规划,不注重企业形象的提升以及品牌战略的推行。
5)技术含量低,生产装备落后,产品质量不稳定。我国镁生产企业多采用皮江法,而皮江法炼镁工艺落后,机械化、自动化程度低,产品质量不够稳定;镁合金及其加工材料的生产工艺、技术、设备还比较落后,产品的品种、规格、质量与发达国家相比仍有较大差距。某些合金除满足化学成分要求外,力学性能难以保证,多为初级产品,这也是造成“资源型出口,内需开发不足”的原因之一。
6)对环境重视不够,环保治理投入不足。目前皮江法炼镁企业仍以煤炭为主要能源。因此皮江法如何控制SO2有害气体的排放,以及还原渣如何处理,是皮江法炼镁技术的一个亟待解决的问题。
镁工业是正在崛起的具有广阔市场前景的新型产业,国家应制定和推行有利于镁产业持续、健康、有序发展的法律和政策,确定镁产业的发展目标,用相应的技术政策和出口政策,促使我国镁产业改变目前为发达国家提供原镁等初级产品的地位。针对国内镁的消费市场尚未形成、内需严重不足的状况,应制定鼓励推广镁的应用政策,促使镁行业与应用行业,以扩大内需。中国正处于经济持续高速发展的时期,也是镁产业高速发展的良好时机,并且有发展镁业的优越条件和良好基础,只要更进一步合理调配和使用资源,加强宏观调控,调整产业和产品结构,加强科技创新和技术进步,加强现代化科学管理,中国的镁业
在不久的将来会发展成为我国的朝阳产业。
三、  
项目概述
项目名称:年产15000吨金属镁项目
投资规模:9000万元
主要建设内容:蓄热式还原炉、蓄热式精炼炉、燃气式回转窑、煤气站等主要设施。
四、  
产品方案和工艺
1、        
金属镁生产工艺流程
金属镁熔炼生产线工艺流程图  

图片:年产15000吨金属镁项目.jpg


金属镁生产采用热还原法,以白云石为原料,硅铁和少量萤石粉为辅料。先将原料白云石破碎后置于燃气式回转窑内煅烧,使原料中的碳酸钙、碳酸镁失去二氧化碳转化为氧化钙、氧化镁;再按一定的比例加入双蓄热式还原剂硅铁和催化剂萤石粉于煅烧后的白云石中,将三者混合均匀磨成干粉高压制球,置于还原炉内加热。耐热钢罐物料在火焰加热下呈熔融状态,硅铁中的硅原子将氧化镁中的镁离子还原为金属镁,高温下金属镁呈气态,冷却后结晶成粗镁,粗镁加入2号溶剂经双蓄热式精炼炉精炼后生成金属镁。        
1)球团制备
    煅白料中的金属镁由硅铁还原的反应完全程度,取决于物料的粒度、反应温度等,原料制备就是为还原工序准备原料。
    a:原料煅烧工序
    将白云石破碎到80~100mm左右,加入燃气式回转窑前的料斗,由提升机提升至窑顶部,装入窑内。通过安装在窑体上的燃烧喷嘴,向窑内提供高温热源,高温煅烧是白云山在1200~1250发生MgCO3热分解反应:
    CaCO3 ·MgCO3 煅烧    CaO+ MgO+2CO2
生成金属镁还原所需的CaOMgO
b:粉磨及压球(配料)工序
煅烧制备的段白料(煅后白云石)先进行分拣,硅铁、萤石粉自原料堆场经颚式破碎机破碎成10~20mm左右的料粒,与煅烧后的合格煅白按照一定的比例进行混配,后进入球磨机中进行球磨,磨成120左右的混合料粉。磨好的料粉经提升机提升到压球机,以9.8~29.4Mpa的压力挤压成40mm左右的椭圆状球体并过筛,筛下小于30mm的球体和粉料返回重新压球,制成的合格球体送还原工段。
球团制备工艺流程图

图片:金属镁压球.jpg


:主要设备  
☆煅白部分:由破碎机、燃气式回转窑组成,产出的煅白活性度大于29%
☆制粉部分:由破碎机、球磨机及圆盘给料机组成。
☆压球部分:由螺旋输送机、料斗、压球机、滚筛和秤等组成。
2)粗镁还原
  a:工艺生产过程
  将制成的小球装入还原罐中,装入挡火板,将罐口密封好,启动机械真空泵产生真空,使整个真空系统达到5Pa以下。还原炉用煤气发生炉制备的煤气作为燃料,加热到1150~1200时,球团呈熔融状态,在萤石粉的催化作用下,硅铁中的硅原子将氧化镁中的镁离子还原为金属镁。高温下的金属镁升华为金属镁蒸汽,在还原罐头部被冷却,使镁蒸汽冷凝成为固体粗镁。一般还原时间为10.5~12小时,当球体中的MgO被全部还原为金属镁,将还原罐盖打开,取出金属镁。还原罐中的废渣由工人取出,拉到火坑,向废渣喷水以防止灰尘扬起。
还原炉内高温烟气通过陶瓷蓄热体换热后,由管道引入脱硫除尘器除尘后排放。结晶器冷却水进入厂内还原水池,一部分外供采暖及生活之用。
b:硅热法还原机理
硅热法还原主要化学反应过程如下:
MgO+CaO+Si(Fe)      CaO+SiO2+Mg  (蒸汽)
众多周知,多种元素包括SiAlCaMnLi在一定条件下,都可以从MgO中还原得到金属镁,其反应通式为:
mMgO+nMe=mMg+MenOm……………………(1
Go还原=Gosio2GoMgO…………………… 2
通过对2CaO2MgOSi反应系统的平衡蒸汽压测试得出:
PMg8.91810875/T……………………………  3
由上述(1~3)式可以看出:降低反应气相中得镁蒸汽分压,或使反应生成的SiO2和碱性物质结合生成的炉渣,都可以降低还原金属镁的温度。因此工业生成中使用硅铁作还原剂、抽真空、加矿化剂CaF2等措施来保证向生成金属镁的方向进行。理论上,硅热法生产镁的还原温度要求1100~1150℃,真空度要求100~150Pa,但实际生产考虑到诸多传热、加热方式等原因,还原炉温度控制在1150~1200℃,真空度控制在5~10Pa范围内。
C:主要设备
☆蓄热式还原炉:由炉体、烟道、还原罐、水夹套、结晶器、蓄热体等组成。
☆真空系统:由机械真空泵保证还原罐真空产生。高真空不但能降低还原反应所需的温度,还可以阻止还原剂和镁蒸汽在高温下的逆氧化反应,相应的剩余压力越低还原过程中硅的利用率越高,产出率也就越高,但不可以过分追求高真空。
3)精炼
    精炼工序包括溶剂精炼、铸锭和表面处理等过程。
    由于还原过程生产的粗镁含有一定的杂质,本工序就是将粗镁在熔融状态下,加入沉渣剂(2号溶剂)使粗镁得到进一步的提炼,生成合格的产品。
    在精炼锅底加入一定量的2号溶剂,待溶剂溶化后,将还原工段运来的粗镁加入精炼锅中,再在粗镁表面加一定量的2号溶剂。加热至650~740,粗镁呈熔融状态,加入的2号溶剂与产品中的杂质形成沉淀物,不断搅拌,使杂质沉入精炼锅底部。澄清静置一段时间后,精炼锅上部即为精镁,浇注制的镁锭,送合金熔炼。
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沙发#
发布于:2014-07-28 11:26
粗镁精炼工艺流程图

图片:粗镁精炼工艺流程图.jpg


如需外售,则为防止镁锭在贮运过程中被氧化,需用对金属镁表面进行处理,处理后的产品经打包入库。
五、投资估算
该项目预计投资9000多万元,具体详见投资概算表。

图片:金属镁处理.jpg

项目设备联系人:李经理15093088801
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