本實(shí)用新型屬于金屬鎂及鎂合金生產(chǎn)中的機(jī)械裝備領(lǐng)域，具體為一種用于生產(chǎn)金屬鎂的立式冷凝結(jié)晶器，用于提高金屬鎂產(chǎn)品純度、提高金屬鎂制品的耐腐蝕能力。

背景技術(shù)：

鎂是一種銀白色的輕金屬、密度小、比強(qiáng)度大，化學(xué)活性較強(qiáng)、對(duì)電磁波有較好的屏蔽性、流動(dòng)性好，并具有良好的回收性，廣泛分布在地殼外部、海水中、鹽湖中及地殼中都有豐富的貯藏。金屬鎂可廣泛用于航空航天，武器裝備、交通工具、機(jī)械工程。

金屬鎂的生產(chǎn)方法有電解法，也有以白云石為原料的皮江法的還原工藝生產(chǎn)金屬鎂，不論用哪種生產(chǎn)工藝，金屬鎂產(chǎn)品中都有一部分雜質(zhì)的存在，生產(chǎn)出的原鎂要通過各種精煉工藝把原鎂進(jìn)一步精制純化，生產(chǎn)實(shí)踐證明，金屬鎂的純度越高，金屬鎂及其加工的合金制品抗腐蝕性能越佳，金屬鎂及合金制品耐腐蝕性越差，其加工后的產(chǎn)品使用時(shí)間越短，而且作為產(chǎn)品的鎂合金產(chǎn)品腐蝕后，強(qiáng)度降低，表面形象變差，部分產(chǎn)品如交通工具中鎂合金產(chǎn)品應(yīng)用中因腐蝕會(huì)帶來極大的安全隱患。所以，鎂及鎂合金的腐蝕問題必須引起極大的重視。

鎂及鎂合金的腐蝕主要是由兩方面引起的，第一種是因?yàn)殒V合金在熔劑法精煉過程中帶進(jìn)的部份容易吸潮的熔劑渣引起的，生產(chǎn)過程中控制好工藝條件，選擇好熔劑成份，嚴(yán)控好鎂及鎂合金熔液沉降時(shí)間都是較好的措施。另外一種腐蝕是由于在鎂和鎂合金生產(chǎn)中帶入的一部份鐵、銅、鎳等雜質(zhì)引起的，這一部份雜質(zhì)是由還原劑、白云石原料和生產(chǎn)工藝條件的控制不當(dāng)所引起的，再則是由皮江法煉鎂過程中應(yīng)用的冷凝結(jié)晶器結(jié)構(gòu)不合理而造成的，況且全世界皮江法煉鎂占主導(dǎo)地位，而中國(guó)則占100%，工藝特別是冷凝器基本相同，改變冷凝器結(jié)構(gòu)是一個(gè)關(guān)鍵手段，是解決鎂及鎂合金產(chǎn)品中鐵、銅、鎳含量多少的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的皮江法還原生產(chǎn)金屬鎂的冷凝器均采用橫臥式結(jié)構(gòu)，金屬鎂還原罐和冷凝器在同一直線布置，即還原罐罐體外端連接冷凝器，冷凝器同時(shí)也具有裝出料功能。金屬鎂還原過程中，由于氣流夾帶，部分含有鐵、銅、鎳、硅的雜質(zhì)隨著還原產(chǎn)物鎂蒸汽進(jìn)入冷凝結(jié)晶器內(nèi)冷凝結(jié)晶，雜質(zhì)包在鎂結(jié)晶內(nèi)，特別是在還原罐內(nèi)裝入還原料球開始啟動(dòng)真空泵時(shí)，瞬間接近一個(gè)大氣壓時(shí)，還原罐內(nèi)料球中料粉隨著氣流進(jìn)入橫置還原結(jié)晶器內(nèi)，由于重力作用，氣體夾帶的粉塵落入結(jié)晶器中隨鎂蒸汽冷凝結(jié)晶，而還原結(jié)束后還原罐破真空時(shí)，還原罐外是一個(gè)大氣壓，而罐內(nèi)僅有10Pa左右壓力，接近一個(gè)大氣壓的空氣進(jìn)入還原罐內(nèi)，把還原料中粉渣吹入結(jié)晶器內(nèi)鎂結(jié)晶中，致使粗鎂中雜質(zhì)升高。這些帶有各種雜質(zhì)的粗鎂環(huán)粗步清理，在熔化過程中大部分雜質(zhì)進(jìn)入精煉鍋中，熔劑法精煉只能除去粗鎂中的鉀、鈉及鎂的氧化物、碳化物和氮化物，而鎂中的鐵、硅、鎳、銅等金屬雜質(zhì)是難以清除的。

因此，尋找合適的鎂冷凝結(jié)晶器結(jié)構(gòu)是解決問題的主要手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)目前傳統(tǒng)制備金屬鎂的冷凝器采用橫臥式結(jié)構(gòu)存在的上述問題，提供一種用于生產(chǎn)金屬鎂的立式冷凝結(jié)晶器，用于提高金屬鎂產(chǎn)品純度、提高金屬鎂制品耐腐蝕能力。

本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于生產(chǎn)金屬鎂的立式冷凝結(jié)晶器，包括還原罐罐體；所述還原罐罐體的端部連接裝出料筒，所述裝出料筒上垂直安裝一過渡變徑管節(jié)，所述過渡變徑管節(jié)上安裝冷凝器外套，所述冷凝器外套上端安裝冷凝器大蓋，所述冷凝器外套內(nèi)安裝鎂結(jié)晶器，所述鎂結(jié)晶器的出口處安裝鉀鈉捕集器，所述冷凝器外套上部設(shè)置冷凝水套和真空出口管。

使用時(shí)，還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，啟動(dòng)抽真空。還原罐中心溫度為1250℃左右，鎂蒸汽到達(dá)還原罐外端部（還原罐和裝出料筒結(jié)合部）時(shí)，溫度降至600~700℃，然后鎂蒸汽經(jīng)過過渡變徑管節(jié)上升進(jìn)入鎂結(jié)晶器內(nèi)，隨著鎂蒸汽逐步上升，溫度降至400~500℃，達(dá)到冷凝溫度，金屬鎂凝結(jié)在結(jié)晶器內(nèi)壁上。在此過程中，鐵、鎳、銅等金屬雜質(zhì)在重力作用下，降落至裝出料筒內(nèi)；未冷凝的鉀鈉等雜質(zhì)繼續(xù)上升，在冷凝器上部冷凝水套作用下，溫度降至100℃左右，鉀鈉等雜質(zhì)被鉀鈉捕集器收集，防止進(jìn)入真空管路。

由于原有的冷凝結(jié)晶器都采用的是臥式結(jié)晶器，各種粉塵降速沉淀進(jìn)入結(jié)晶后的金屬鎂中造成雜質(zhì)含量明顯升高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用立式冷凝結(jié)晶器，雜質(zhì)顆粒隨鎂蒸汽氣流上升，鎂蒸汽進(jìn)入豎式冷凝結(jié)晶器后降溫到凝結(jié)溫度后冷卻結(jié)晶于內(nèi)壁，而冷凝溫度相對(duì)較高的金屬雜質(zhì)顆粒由于重力和碰壁沉降在裝出料筒中，冷凝溫度相對(duì)降低的金屬雜質(zhì)繼續(xù)上升后被鉀鈉捕集器收集，使得大量雜質(zhì)得到脫除，產(chǎn)品鎂純度得到顯著提高。

金屬鎂中含有鐵、銅、鎳等元素，容易造成鎂合金制品的腐蝕，降低鐵、銅、鎳元素是提高鎂合金制品的最有效措施，本實(shí)用新型在國(guó)內(nèi)原有皮江法煉鎂的基礎(chǔ)上把橫式冷凝器改成立式冷凝器，靠重力除塵原理除去大部份金屬雜質(zhì)，提高鎂的純度，使鎂合金制品得到更廣泛的應(yīng)用，也在一定程度上解決了鎂合金制品的腐蝕性。

附圖說明

圖1表示本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2表示圖1的側(cè)視圖。

圖中：1-還原罐罐體，2-裝出料筒，3-端口法蘭，4-過渡變徑管節(jié)，5-冷凝器外套，6-冷凝水套，7-真空出口管，8-鉀鈉捕集器，9-冷凝器大蓋，10-鎂結(jié)晶器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種用于生產(chǎn)金屬鎂的立式冷凝結(jié)晶器，如圖1所示，包括還原罐罐體1；所述還原罐罐體1的端部連接裝出料筒2，所述裝出料筒2上垂直（立式）安裝一過渡變徑管節(jié)4，所述過渡變徑管節(jié)4上安裝冷凝器外套5，所述冷凝器外套5上端安裝冷凝器大蓋9，所述冷凝器外套5內(nèi)安裝鎂結(jié)晶器10，所述鎂結(jié)晶器10的出口處安裝鉀鈉捕集器8，所述冷凝器外套5上部設(shè)置冷凝水套6和真空出口管7。

優(yōu)選的，所述還原罐罐體1外端與過渡變徑管節(jié)4邊緣的最近距離30~50cm。

具體實(shí)施時(shí)，在原皮江法煉鎂橫式還原罐基礎(chǔ)上進(jìn)行改造過程如下：

1、取掉原還原罐冷凝器水冷卻套外套筒。在原還原罐冷卻水套內(nèi)筒上距不銹鋼還原罐結(jié)合部（還原罐外端）30cm~50cm處開新的鎂蒸汽出口，原還原罐冷卻水套內(nèi)筒繼續(xù)作為裝進(jìn)料筒。

2、在新的內(nèi)筒開口處焊接過渡變徑管節(jié)的小頭端，過渡變徑管節(jié)的大頭端與新冷凝器外套筒焊接。

3、冷凝器外套的上部外周焊接冷凝水套。

4、冷凝器外套上焊接真空出口管。

5、冷凝器外套上端頭焊接冷凝器大蓋。

6、冷凝器外套內(nèi)安裝鎂結(jié)晶器。

7、在鎂結(jié)晶器出口處安裝鉀鈉捕集器。

8、裝出料口繼續(xù)在原冷凝器法蘭口處進(jìn)行。

以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以借鑒實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的總之和范圍，都應(yīng)被視為包括在實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。