Способ получения гранул магния или его сплавов

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения гранул магния или его сплавов. Техническим результатом является интенсифицирование стадии отделения солевой фазы от гранул магния или его сплавов, получение продукта более высокого качества. Способ включает приготовление солевой смеси, загрузку магния или его сплава в расплавленную солевую смесь, перемешивание, охлаждение, дробление с получением смеси солевой составляющей и гранул с последующим разделением солевой и металлической составляющей в виде гранул. Новым является то, что после дробления смесь солевой составляющей и гранул подают в струю сжатого воздуха, закручивают поток в центробежной камере с тангенциальным вводом, затем солевую составляющую удаляют из центробежной камеры, а металлическую составляющую в виде гранул осаждают на дно центробежной камеры и выгружают из камеры. Скорость воздушного потока на входе в центробежную камеру составляет 50-400 м/с. Кроме того, солевую составляющую при выходе из центробежной камеры направляют в циклон, а смесь солевой составляющей и гранул загружают в струю сжатого воздуха инжекцией. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения гранул магния и его сплавов.

Известны способы получения гранул магния и его сплавов (А.с. СССР 384423, опубл. бюл.12, 1978; 469295, опубл. бюл.30, 1978; 1030097, бюл.27, 1983; 1451989, опубл. 10.09.95) центробежным разбрызгиванием расплавленного металла из перфорированного стакана в атмосферу воздуха. Для предотвращения активного окисления (горения) жидких капель магния одновременно с металлом во вращающийся перфорированый стакан подают солевой расплав в количестве 21-45% от массы металла. Суть способа заключается в том, что расплавленный металл в результате перепада давлений, обусловленного действием центробежных сил, продавливается через отверстия перфорированного стакана в виде струй, которые при падении разрушаются на капли и кристаллизуются в атмосфере воздуха. Гранулы различной формы и массы подают в приемные бункеры и затем на дальнейшую переработку. Способ позволяет получать гранулы магния в солевой оболочке, пригодные для использования в качестве реагента в черной металлургии (десульфурация чугуна и модифицирование расплавов), химии и нефтехимии.

Недостатком данных способов является низкое качество получаемой товарной продукции.

Известен способ получения гранул магния и его сплавов (Пат. США №4279641, опубл.21.07.81 г.), покрытых защитной солевой оболочкой. Для этого первоначально готовят солевую смесь, состоящую из солей щелочных и щелочноземельных металлов, содержащих по массе более или равно 46% хлорида щелочного металла, 0-25% хлорида кальция, 0-25% хлорида бария; менее или равно 2% фторидов металлов; менее 22% хлорида магния; менее или равно 25% других солей, добавок или примесей, инертных относительно магния и его сплавов и не препятствующих дисперсии магния и его сплава в смеси солей. Соль плавят вместе с достаточным количеством магния или его сплава для получения менее или равно 42% расплавленного металла в суммарной солевой смеси. В солевой расплав при перемешивании и при температуре 670-820°С вводят расплавленный магний или его сплав. Полученные дисперсные частицы магния охлаждают и измельчают.

Недостатком данного способа является то, что содержание магния в расплаве не может превышать 42% по массе. В связи с этим способ имеет низкую производительность, а получаемый продукт необходимо подвергать сложной и трудоемкой операции отделения магния от солевой смеси.

Известен способ получения гранул магния или его сплавов (Пат. SU №1361835, опуб. 20.09.96 г., бюл.26), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий приготовление солевой смеси из хлоридов магния, натрия, калия, бария и кальция, нагрев солевой смеси до температуры 670-820°С, загрузку в полученный расплав слитков магния или магниевого сплава из расчета, чтобы содержание металла не превышало 60% от массы смеси. При расплавлении металла в расплав вводили диспергирующий агент. Далее проводили перемешивание расплава в течение 10-40 минут, затем его охлаждали, дробили, металл отсеивали и измеряли его гранулометрический состав. В качестве диспергирующего агента используют оксид кремния, вводимого в расплав в виде природных минералов, например песка, в количестве 0,25-1,0% от массы расплава. В качестве исходного расплава могут быть использованы металлсодержащие отходы магниевого производства или искусственно приготовленная смесь из хлоридов магния, калия, натрия, бария и кальция с магнием или магниевыми сплавами. При этом содержание гранул в расплаве может достигать 60% от его массы.

Недостатком данного способа является сложность и длительность отделения солевой фазы от гранул магния, что увеличивает массу гранул и снижает выход гранул магния в виде готового продукта.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет интенсифицировать стадию отделения солевой фазы от гранул магния или его сплавов, получить продукт более высокого качества.

Технический результат достигается тем, что в предложенном способе получения гранул магния или его сплавов, включающем приготовление солевой смеси, загрузку магния или его сплава в расплавленную солевую смесь, перемешивание, охлаждение, дробление с получением смеси солевой составляющей и гранул и последующее разделение солевой составляющей и гранул, новым является то, что после дробления смесь солевой составляющей и гранул подают в струю сжатого воздуха, закручивают поток в центробежной камере с тангенциальным вводом, затем солевую составляющую удаляют из центробежной камеры, а гранулы осаждают на дно центробежной камеры и выгружают из камеры.

Кроме того, скорость воздушного потока на входе в центробежную камеру составляет 50-400 м/с.

Кроме того, солевую составляющую при выходе из центробежной камеры направляют в циклон.

Кроме того, смесь солевой составляющей и гранул подают в струю сжатого воздуха инжекцией.

Отделение солевой фазы от гранул магния в центробежной камере с тангенциальным вводом путем подачи смеси сжатым воздухом позволяет более полно отделить солевую составляющую от гранул магния и тем самым улучшить качество получаемых гранул и интенсифицировать процесс разделения солевой составляющей и гранул магния.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе получения гранул магния или его сплавов, изложенных в пунктах формулы изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень"

Пример осуществления способа.

Экспериментальную проверку способа получения гранул магния или его сплавов проводили с использованием стационарной электрической печи сопротивления, в которую установили тигель емкостью на 30 кг расплава и электромеханическую мешалку производительностью 900 оборотов в минуту. В печь заливали солевую смесь, состоящую из хлорида магния, натрия, калия, бария и кальция в количестве 3-12 кг, нагревали до температуры 670-820°С. В расплав загрузили слитки магния или магниевого сплава из расчета, чтобы содержание металла не превышало 60% от массы смеси, и проводили плавку. Затем расплав охлаждали, дробили. Раздробленные частицы смеси солевой составляющей и гранул магния через воронку инжекцией загрузили в струю сжатого воздуха (трубопровод) и со скоростью 50-400 м/с подавали в центробежную камеру с тангенциальным вводом, например центробежную мельницу-классификатор, в которой поток частиц смеси и воздуха закручивали путем подачи его под углом на стенку камеры. Затем солевую составляющую удалили из центробежной камеры, а гранулы осадили на дно центробежной камеры и по мере накопления выгружали в емкости. При соударении частиц о стенки центробежной камеры происходит истирание солевой фазы с последующим ее уносом из закрученного потока и улавливание в пылевом циклоне.

Это позволяет практически более полно отделить солевую фазу от гранул магния, повысить производительность процесса и улучшить качество гранул.

1. Способ получения гранул магния или его сплавов, включающий приготовление солевой смеси, загрузку магния или его сплава в расплавленную солевую смесь, перемешивание, охлаждение, дробление с получением смеси солевой составляющей и гранул и последующее разделение солевой составляющей и гранул, отличающийся тем, что после дробления смесь солевой составляющей и гранул подают в струю сжатого воздуха, закручивают поток в центробежной камере с тангенциальным вводом, затем солевую составляющую удаляют из центробежной камеры, а гранулы осаждают на дно центробежной камеры и выгружают из камеры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость воздушного потока на входе в центробежную камеру составляет 50-400 м/с.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что солевую составляющую при выходе из центробежной камеры направляют в циклон.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь солевой составляющей и гранул подают в струю сжатого воздуха инжекцией.