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中國是世界原鎂的產業(yè)大國，原鎂產量占到全世界的80%以上，但中國目前的原鎂冶煉工藝仍以沿用了70多年的小罐皮江法為主。該法以小型合金罐為還原容器，煤氣或原煤作為外加熱燃料，存在單罐單次產量低、能耗高、污染大、裝備自動化程度低，爐渣氧化鎂含量高，無法直接利用等諸多問題。為此，國家將粗鎂冶煉列入限制發(fā)展的產業(yè)目錄。所以，開發(fā)高效、清潔化的快速工業(yè)煉鎂技術在鎂產業(yè)發(fā)展中勢在必行。
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近20年來，針對皮江法存在的問題，研究者主要集中在對皮江法的原料、溫度、還原罐的規(guī)格、加熱方式等方面進行了探討和改進，取得了一定成效，但難以從根本上解決小罐皮江法的弊端。
西安科技大學王曉剛團隊提出和設計了以內熱法豎式爐作為大型反應煉鎂容器，以清潔的電作為加熱方式，采用方便、便捷的的電作為加熱源，力圖徹底解決還原過程中的污染大、能耗大、勞動強度大根本問題。
近期，該團隊通過工業(yè)化試驗研究試驗，基本實現(xiàn)了快速高效和連續(xù)性的提煉鎂的過程，且各項指標優(yōu)于皮江法，工業(yè)化試驗的整體裝備。
電內熱法半工業(yè)化試驗成功
王曉剛團隊在歷時近4年的半工業(yè)化試驗過程中，以半工業(yè)化試驗爐的裝料量在1.5噸左右為指標，共進行了10余次的試驗，獲取了一系列的工業(yè)化參數(shù)和工藝指標。
工業(yè)化試驗取得新進展
該團隊在半工業(yè)化試驗的基礎上，進一步的放大試驗裝置，設計和制造了裝料量在4噸以上的快速煉鎂爐。在工業(yè)化試驗時，共加入4噸的原料和墊料，其中球團料約為2噸，還原鎂渣作為隔熱墊料約為2噸，試驗過程最高升溫到1275℃，共耗電2650kWh，整個高溫階段的真空度保持在10Pa——15Pa。
整個高溫段時間還原周期為4小時，該段的能耗約為1620kWh，占總耗能的61%，得到粗鎂為320kg，料鎂比約為6.25，折算噸鎂耗電約8280kWh。所得粗鎂的純度約為99.903wt.%。其粗鎂中的雜質含量如表2所示，且雜質含量主要以硅和鈣為主，可能與真空條件下鈣和硅化合物的揮發(fā)有關。
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