一种高纯镁制备系统以及制备工艺的制作方法

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一种高纯镁制备系统以及制备工艺的制作方法

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https://www.xjishu.com/zhuanli/24/202411660744.html

镁金属在航空航天、汽车、医疗、冶炼以及环保等领域具有很广泛的应用。现有技术中，高纯镁的制备存在一定的技术瓶颈。本文介绍了一种新型的高纯镁制备系统及工艺，通过两个温度区对原料金属镁锭进行加热，逐级分离气化锌以及气化镁，制备的高纯镁不含有锌，进一步提高镁的纯度。

本申请属于金属镁冶炼，具体涉及为一种高纯镁制备系统以及制备工艺。

背景技术：

镁金属在航空航天、汽车、医疗、冶炼以及环保等领域具有很广泛的应用。对于纯镁来说，由于其独特的生物可降解性以及相容性，可以被用于制造医疗植入物，如骨钉、支架等。它们可以在体内逐渐降解，避免了二次手术取出的需要。同时纯镁还可以作为强还原剂，用于生产其他金属，如钛、锆、铍、铀和铪等。
现有国标中，高纯镁的牌号最高为mg9999，其中镁的质量分数不少于99.99％，其中还含有铁、硅、铜、镍、铝、锰等杂质。

技术实现思路

本申请要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高纯镁制备系统以及制备工艺，本申请通过两个温度区对原料金属镁锭进行加热，逐级分离气化锌以及气化镁，制备的高纯镁不含有锌，进一步提高镁的纯度。
本申请解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：
一种高纯镁制备系统，包括加热总成以及固化箱，所述的加热总成包括内部坩埚以及对内部坩埚加热的加热装置，内部坩埚上方罩设有中间盖板，中间盖板两侧分别贯通连接有一个侧盖板。
加热总成外部设有两个固化箱，固化箱上贯通连接有套管，侧盖板罩设在套管上端敞口处。
中间盖板底面设有与内部坩埚贯通连接的垂直孔，侧盖板底部设有与套管贯通连接的排料管，垂直孔与排料管贯通连接。
优选的，所述的中间盖板顶面凹设有与垂直孔同轴贯通连接的转槽，转槽内部转动连接有调节阀，所述的调节阀上设有L型孔，L型孔的两个开口分别位于调节阀的底面以及圆周侧面上，位于底面的开口与垂直孔同轴贯通连接。
旋转调节阀，调整位于圆周侧面上的开口分别与两个侧盖板上的排料管贯通连接。
优选的，两个侧盖板对称设置于中间盖板的两侧，侧盖板与中间盖板之间通过中间桥固定连接，中间桥内部设有贯通孔，贯通孔两侧分别与排料管以及中间盖板的转槽贯通连接。
优选的，调节阀顶面凸设有定位板，定位板与L型孔中水平孔相对布置。
优选的，所述的中间盖板顶面固定有弧形压环，弧形压环顶板的底面与调节阀的顶面抵接，弧形压环限定调节阀的旋转角度，当定位板与弧形压板端部抵接，L型孔的水平孔与中间桥内部的贯通孔贯通连接。
优选的，所述的固化箱的侧壁上开设有取料窗口，取料窗口外部罩设有取料闷板。
优选的，其中一个固化箱的套管内部设有结晶器，所述的结晶器上设有中间通孔，中间通孔与相应侧盖板的排料管同轴贯通连接。
优选的，所述的中间通孔上方为漏斗状。
优选的，所述的结晶器下方设有对应布置的切料总成。
一种高纯镁制备工艺，基于上述的一种高纯镁制备系统，包括以下布置：
S1、将金属镁锭放入到内部坩埚中，然后盖好中间盖板，通过加热装置对内部坩埚进行加热。
S2、设定加热温度为930℃-960℃，通过调整调节阀使L型孔与未设有结晶器的固化箱上方侧盖板的排料管连接，在该温度段，金属镁锭内部含有的锌融化蒸发，形成气态的金属锌，然后流入到固化箱内部，冷凝固化，形成纯锌。
S3、步骤S2中的固化箱不在有新的金属固化增加后，将内部坩埚的温度加热至1100℃-1300℃，通过调整调节阀使L型孔与设有结晶器的固化箱上方侧盖板的排料管连接，在该温度段，金属镁锭中含有的镁蒸发，形成其它的金属镁，然后流入到结晶器内部降温液化，在通过中间通孔向下流动过程中继续降温固化，形成金属棒，再通过切料总成切割。
与现有技术相比，本申请所具有的有益效果：
(1)通过两个温度区对原料金属镁锭进行加热，逐级分离气化锌以及气化镁，对气化镁单独收集，固化的金属镁中不含有锌等其它金属杂质，进而可以制备高纯镁。
(2)通过真空泵使内部坩埚以及固化箱内部处于真空环境，避免了镁在提纯的过程中与空气接触，提高了最终成本的纯度。
(3)在高纯镁制备过程中，还能得到高纯锌副产品，提高经济效益。

技术特征：

一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求1所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求2所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求3所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求4所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求1至5任一所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求2至5任一所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求7所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
根据权利要求7所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于：
一种高纯镁制备工艺，基于根据权利要求9所述的一种高纯镁制备系统，其特征在于，包括以下布置：

技术总结

本申请涉及一种高纯镁制备系统以及制备工艺，属于金属镁冶炼技术领域，包括加热总成以及固化箱，所述的加热总成包括内部坩埚以及对内部坩埚加热的加热装置，内部坩埚上方罩设有中间盖板，中间盖板两侧分别贯通连接有一个侧盖板。加热总成外部设有两个固化箱，固化箱上贯通连接有套管，侧盖板罩设在套管上端敞口处。中间盖板底面设有与内部坩埚贯通连接的垂直孔，侧盖板底部设有与套管贯通连接的排料管，垂直孔与排料管贯通连接。本申请通过两个温度区对原料金属镁锭进行加热，逐级分离气化锌以及气化镁，制备的高纯镁不含有锌，进一步提高镁的纯度。