JPS5836656B2 - 金属マグネシウムの製造方法 - Google Patents

金属マグネシウムの製造方法

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JPS5836656B2
JPS5836656B2 JP4901379A JP4901379A JPS5836656B2 JP S5836656 B2 JPS5836656 B2 JP S5836656B2 JP 4901379 A JP4901379 A JP 4901379A JP 4901379 A JP4901379 A JP 4901379A JP S5836656 B2 JPS5836656 B2 JP S5836656B2
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JP
Japan
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magnesium
raw material
molten slag
furnace
vapor
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JP4901379A
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賢一 小林
繁 松村
敏夫 豊田
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Japan Metals and Chemical Co Ltd
Original Assignee
Japan Metals and Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属マグネシウムの製造方法に開するもので
あり、更に詳しくはマグネテルム法を改良した金属マグ
ネシウムの製造方法に関するものである。
マグネシウムの工業的な製錬法としては、塩化物の溶融
塩電解法と酸化物の熱還元法との二つが行なわれている
このうち、溶融塩電解法は電力を多量に消費すること、
副生ずる塩素ガス又は塩化水素ガスによる作業環境の悪
化及び公害発生を防止するために多犬な設備を必要とす
ること、等の不利を有している。
熱還元法は、更にビジョン法とマグネテルム法の二つに
大別される。
ビジョン法は、酸化マグネシウムと還元剤(フエ口シリ
コンが一般に用いられる)とを団鉱にし、外熱式の鋼製
レトルト内で約1 0−2miHgの減圧下で約120
0’Cに加熱してマグネシウム蒸気を生威し、レトルト
の一端部で凝縮して金属状マグネシウムを得る方法であ
り、大量生産には不向きである。
これを改善するためにマグネテルム法を採用することに
よってマグネシウムの生産性はビジョン法に比較し数段
向上した。
マグネテルム法は、ドロマイト等のマグネシウム原料と
フエ口シリコン等の金属質還元剤を原料投入口より投入
し、これを溶融し溶融鉱滓を電気炉内に貯留させ、前記
溶融鉱滓中に溶解している酸化マグネシウムとシリコン
の反応によってマグネシウム蒸気を発生させるものであ
って、前記原料投入口より投入されたマグネシウム原料
と金属質還元剤は一旦溶融鉱滓上に浮遊状態で滞積し原
料層を形威し、該原料層が溶融鉱滓の保有する熱によっ
て徐々に溶解しマグネシウム蒸気を発生させる。
溶融残滓は周期的に炉外に排出する方法である。
しかし、同法に於いては、金属質還元剤との反応によっ
て発生したマグネシウム蒸気は原料層の厚みが厚くなる
程、前記原料層に一部冷却捕捉され、捕捉されたマグネ
シウム蒸気は原料層に含まれるシリコンによって再酸化
され酸化マグネシウムとなる。
従って、速旬ムなマグネシウム蒸気の発生が抑制され、
マグネシウム蒸気の単位時間当たりの生威量が少なくな
り電力原単位が悪くなる欠点を有していた。
本発明は、上述従来法の欠点を是正した金属マグネシウ
ムの製造方法を提供するものである。
本発明は、特許請求の範囲の項に記載した如く酸化マグ
ネシウム質原料と金属質還元剤と造滓剤とからなる混合
原料を、減圧下に保持された電気炉内で加熱溶融して前
記酸化マグネシウムを金属マグネシウムに還元し、該金
属マグネシウムを蒸気の状態で電気炉外へ取り出し、次
いで該蒸気を凝縮して液体状若しくは固体状の金属マグ
ネシウムとする方法において、前記電気炉内で加熱溶融
された混合原料中に水素ガス又は不活性ガスを吹き込み
、前記加熱溶融された混合原料を撹拌することを特徴と
する金属マグネシウムの製造方法であって、その特徴と
するところは、ガス吹き込みによって溶融スラグを対流
させ、原料投入口より投入した原料を速やかに溶融鉱滓
中に巻き込み、前記原料を溶融鉱滓下方部に移動させつ
つマグネシウム原料と金属質還元剤を溶解反応させマグ
ネシウム蒸気を発生させ、発生した該マグネシウム蒸気
はガス吹き込みによって発生するガス気泡中に取り込み
、溶融スラグ中を上昇し、炉体上方部に設けられたマグ
ネシウム蒸気排出口より排出されるものであり、 本発明方法によれば、ガス吹き込みによって溶融鉱滓が
常に対流しており、溶融鉱滓中に投入された原料は前記
溶融鉱滓中に速やかに巻き込まれることになり、従来方
法の如き溶融鉱滓上部に未反応原料層が滞積することは
なく、従って、前記原料層に発生したマグネシウム蒸気
が冷却捕捉されることがなく、単位時間当りのマグネシ
ウム蒸気発生量が大きく、電力原単位の良好で、かつマ
グネシウム歩留りの高い金属マグネシウムの製造方法を
提供するものであって、さらには、ガスを吹き込み撹拌
するために反応に寄与しない炉底部に貯留したフエロシ
リコン等の金属質還元剤を撹拌し得るのでシリコン効率
の向上を図れるものである。
次に、本発明方法を具体例に基づいて更に詳細に説明す
る。
真空密閉電気炉にマグネシウム源としての焼或ドロマイ
トと、還元剤としてのフエロシリコン、ざらに造滓剤と
しての焼威ボーキサイトとを投入通電して溶融させると
同時に、電気炉炉底より不活性ガス例えばアルゴンガス
をある流量で吹き込む。
この時炉内は約1500℃3 0 mmHgに保持され
ている。
アルゴンガスが吹き込まれない場合の溶融物は比較的静
止状態にあるから、界面付近で溶融したフエロメリコン
は滴状となって溶融鉱滓中を沈降し同じく溶融した酸化
マグネシウムと反応しマグネシウム蒸気を発生する。
しかし、本発明のごとく、炉底よりアルゴンガスを吹き
込むならば、アルゴンガスは気泡となって溶融物中を上
昇し溶融物を撹拌し、溶融物に対流を生じせしめる。
従って前述の比較的静止状態にある溶融鉱滓中で生じる
酸化マグネシウムの濃度の不均一は、この撹拌効果によ
って解消され、溶融鉱滓中の酸化マグネシウムは平均し
て減少する。
すなわち、溶融鉱滓の均一な濃度分布は鉱滓の溶融状態
を良好にする。
また、吹き込まれたアルゴンガスの気泡は沈降し炉底に
止まるフエロシリコンを再び溶融鉱滓上部まで小滴状に
して移動させることになり、フエロシリコンと鉱滓との
界面は常に大きく、酸化マグネシウムとの反応は容易と
なるから、定期的に排出されるフエ口シリコン中のシリ
コン濃度は減少スる。
つまり、フエロシリコン中のシリコンは酸化マグネシウ
ムの還元反応に有効に使用されることになり、フエロシ
リコンの原単位を減少させることが可能となる。
さらに、不活性ガス例えばアルゴンの吹き込みによって
撹拌することにより、溶融鉱滓中を上昇するアルゴンガ
スの気泡は、マグネシウム分圧が零であるから発生した
マグネシウム蒸気はすみやかに気泡中へ蒸気となって移
動し、溶融鉱滓から放出される。
これは同じく、反応促進に寄与するものである。
このように、不活性ガスによる撹拌によって還元反応の
反応効率及び反応速度、マグネシウム歩留を向上させる
ことが可能となるため、原料を適度な粒度(5〜50m
/m)にして連続的に炉内に投入すればよい。
このことは金属マグネシウム製造の工程の簡略化と消費
エネルギーの減少とを可能にする。
次に示す実施例、比較例によって明らかなように、公知
の方法を実施した場合に比較して本発明は工業的に極め
てすぐれた方法である。
実施例 1 図は本発明方法の実施に好適な電気炉の1例を示す説明
図であり、本実施例においてもこの電気炉を用いた。
図において、1は原料タンク、2は昇降可能な黒鉛電極
、3は溶融鉱滓、4はマグネシウム蒸気排出口、5はマ
グネシウム蒸気捕集装置、6はマグネシウム回収ルツボ
、7は炉底電極、8は不活性ガス吹込み口、9は炭素ラ
イニングである。
原料として3〜10m/mに整粒した焼成ドロマイト(
Mg0 37wt %、Ca0 62wt % )、
焼成ボーキサイト(Al20385wt%)、フエ口シ
リコン( Si 78wt % )を真空度40mmH
g、炉内温度1570℃の条件下で溶解し、炉底よりア
ルゴンガスを3 l /minの流量で吹き込み撹拌を
行なった。
1時間に投入された原料は、焼成ドロマイト2. 0
kg、焼或ボーキサイト0.37kli+.フエ口シリ
コン0.36kgであり、マグネシウム0. 3 8
kyが回収された。
この時、排出鉱滓量は2. 2 kgであり、その組或
はCa058%、SiO226覧Al20314饅、M
g0 2%であった。
マグネシウムの歩留は92饅であった。
また炉内に残留し排出されたフエロシリコン中のSiは
7φであり、シリコンノ効率を、投入されたシリコンに
対する酸化マグネシウムの還元に消費されたシリコンの
割合と定義すれば、このシリコン効率は87咎であった
比較例 1 実施例1と同様な条件でアルゴンガスの吹き込みを行な
わない操業を行なった。
その結果、回収されたマグネシウムは0. 3 5 k
gであり、マグネシウム歩留は82%であった。
また排出鉱滓中の酸化マグネシウムの饅は8%であり排
出されるフエロシリコン中のシリコンφは22%であっ
た。
このシリコン効率は72咎となった。
上記実施例1及び比較例1よりあきらかなどとく本発明
の方法は従来の方法に比較して極めて高いマグネシウム
歩留を得ることができ、さらにフエ口シリコン中のシリ
コンの有効利用によってフエ口シリコンの原単位も減少
し、また、単位時間当たりのマグネシウム蒸気発生量が
大きく、電力原単位を低減し得,るマグネシウムの製造
方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明方法の実施に好適な電気炉の1例を示す説
明図である。 1・・・・・・原料タンク、2・・・・・・黒鉛電極、
3・・・・・・溶融鉱滓、4・・・・・・マグネシウム
蒸気排出口、5・・・・・・マグネシウム蒸気捕集装置
、6・・・・・・マグネシウム蒸気回収ルツボ、7・・
・・・・炉底電極、8・・・・・・不活性ガス吹込み口
、9・・・・・・炭素ライニング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 酸化マグネシウム質原料と金属質還元剤と造滓剤と
    からなる混合原料を、減圧下に保持された電気炉内で加
    熱溶融して前記酸化マグネシウムを金属マグネシウムに
    還元し、該金属マグネシウムを蒸気の状態で電気炉外へ
    取り出し、次いで該蒸気を凝縮して液体状若しくは固体
    状の金属マグネシウムとする方法において、前記電気炉
    内で加熱溶融された混合原料中に水素ガス又は不活性ガ
    スを吹き込み、前記加熱溶融された混合原料を撹拌する
    ことを特徴とする金属マグネシウムの製造方法。
JP4901379A 1979-04-23 1979-04-23 金属マグネシウムの製造方法 Expired JPS5836656B2 (ja)

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