[发明专利]一种镁提纯装置和方法

说明书

本申请涉及一种镁提纯装置和方法，本申请的镁提纯装置包括：第一蒸馏室、真空泵、温控层、收集板、第一原料收集室、第二蒸馏室、第二原料收集室和电场发生器；其中，真空泵与第一蒸馏室连接；温控层设于第一蒸馏室内；收集板设于第一蒸馏室内，位于温控层上；第一原料收集室设于第一蒸馏室上，与收集板连接；第二蒸馏室与第一原料收集室连接，第二蒸馏室内设有电场发生器；第二原料收集室设于第二蒸馏室内。本申请的镁提纯装置通过在镁原料升华过程中调控温度，外加电场作用，对镁原料及镁原料内的杂质元素进行分离。采用本申请提供的镁提纯方法对镁原料和杂质元素进行多次分离、提纯，可以获得纯度更高的高纯镁。

技术领域

本申请涉及镁提取技术领域，具体而言，涉及一种镁提纯装置和方法。

背景技术

镁是一种银白色碱土金属，在自然界储量丰富且是最轻的金属结构材料，被广泛应用于金属铸件、仪表器械、化学试剂、照明材料等，其合金可用于飞机、导弹材料。

在实际应用过程中，尤其是在通讯以及航天器件领域对镁的纯度要求极高。一旦镁中掺杂了其它少量金属，其耐蚀性、合金的物理化学性能以及实际场景中的应用将受到极大的限制，因此开发高纯镁的提纯方法将显得尤为重要。

目前工业镁提纯主要有两种方法：电解法和高温蒸馏法。这两种方法均可以获得两个9的纯度镁。目前最普遍的高温蒸馏方法，温度高达1200℃左右，但是在长时间的高温提纯工程中，温度过高对设备的要求更高，仍然无法满足获得更高纯度的镁的要求。

发明内容

本申请的目的是提供一种镁提纯装置和方法，该提纯装置利用镁原料中一定压力下不同金属元素的升华温度不同以及电场作用下不同金属元素移动距离不同的原理，通过在升华过程中对镁原料和杂质元素进行一次蒸馏、提纯，获得镁原料晶体，结合外加电场的作用，对一次提纯的镁原料晶体与杂质元素再进行二次分离、提纯的方法，获得高纯镁。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种镁提纯装置，包括：第一蒸馏室、真空泵、温控层、收集板、第一原料收集室、第二蒸馏室、第二原料收集室和电场发生器；其中，真空泵与第一蒸馏室连接；温控层设于第一蒸馏室内；收集板设于第一蒸馏室内，位于温控层上；第一原料收集室设于第一蒸馏室上，与收集板连接；第二蒸馏室与第一原料收集室连接，第二蒸馏室内设有电场发生器；第二原料收集室设于第二蒸馏室内。

于一实施例中，镁提纯装置还包括：冷凝板，设于第一蒸馏室内。

于一实施例中，镁提纯装置还包括：第一杂质收集室和第二杂质收集室；其中，第一杂质收集室设于第二蒸馏室内，与第二原料收集室连接；第二杂质收集室设于第二蒸馏室内，与第二原料收集室连接。

于一实施例中，温控层包括：第一温控层和第二温控层；其中，第一温控层设于第一蒸馏室底部；第二温控层设于第一蒸馏室中部，收集板位于第二温控层上。

于一实施例中，第二蒸馏室内设有加热器。

第二方面，本申请提供一种镁提纯方法，包括：

将镁原料放入第一蒸馏室内，对第一蒸馏室抽真空至10～150Pa；

控制温控层，加热第一蒸馏室，将温度升至560℃～600℃，保持80min～120min，使镁原料发生升华；

调整收集板的倾斜角度至26°～32°，使升华后的镁原料晶体在收集板上沉积；

将沉积后的镁原料晶体收集到第一原料收集室内，并输送至第二蒸馏室内；

开启电场发生器，对镁原料晶体进行二次蒸馏处理。

于一实施例中，该方法还包括：

控制温控层，将第一蒸馏室内温度保持在300℃～320℃，通过冷凝板收集镁原料中熔点低于镁的杂质。