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JP2012021185A - Method and apparatus for recovering magnesium - Google Patents

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JP2012021185A
JP2012021185A JP2010158870A JP2010158870A JP2012021185A JP 2012021185 A JP2012021185 A JP 2012021185A JP 2010158870 A JP2010158870 A JP 2010158870A JP 2010158870 A JP2010158870 A JP 2010158870A JP 2012021185 A JP2012021185 A JP 2012021185A
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JP
Japan
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magnesium
container
powder
vapor
particles
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Application number
JP2010158870A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Umiuchi
洋介 海内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nisso Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nisso Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for safely and continuously recovering magnesium, and to provide an apparatus for recovering magnesium that is suitable for the implementation of the method.SOLUTION: The apparatus for recovering magnesium includes: a container that can accommodate granular powder in a vibrating, fluid, or moving manner; a port for supplying the granular powder, which is provided at the upper part of the container; a port for discharging the granular powder, which is provided at the lower part of the container; a port for introducing magnesium vapor into the container; and a device for vibrating, fluidizing, or moving the granular powder accommodated in the container. The apparatus is capable of condensing the introduced magnesium vapor on the granular powder surface.

Description

本発明は、マグネシウムの回収方法およびマグネシウム回収装置に関する。より詳細に、本発明は、連続的に且つ高効率でマグネシウムを回収する方法およびその方法の実施に好適なマグネシウム回収装置に関する。   The present invention relates to a magnesium recovery method and a magnesium recovery apparatus. More specifically, the present invention relates to a method of recovering magnesium continuously and efficiently and a magnesium recovery apparatus suitable for carrying out the method.

マグネシウムは、溶融電解法または熱還元法で製造される。溶融電解法では、アルミニウム、ケイ素、塩素、鉄、マンガン等を不純物として含有し、得られるマグネシウムの純度が低い。そのために、マグネシウムを蒸留して精製することがある。
一方、熱還元法は、ドロマイトをフェロシリコンで還元し、マグネシウム蒸気を凝結させる工程を含む。
また、マグネシウムは、マグネシウムを含有するスクラップを、精製することによっても製造されている。この精製には、蒸留が一般に用いられている。
Magnesium is produced by a melt electrolytic method or a thermal reduction method. In the melt electrolysis method, aluminum, silicon, chlorine, iron, manganese and the like are contained as impurities, and the purity of the obtained magnesium is low. For this purpose, magnesium may be purified by distillation.
On the other hand, the thermal reduction method includes a step of reducing dolomite with ferrosilicon and condensing magnesium vapor.
Magnesium is also produced by refining scrap containing magnesium. Distillation is generally used for this purification.

マグネシウムの製造または精製において発生するマグネシウム蒸気は、装置の内壁や蓋にマグネシウム微細粉として付着する。これが空気と接触すると発火、燃焼する恐れがある。さらに装置の蓋を開けて開放する時に、マグネシウム微細粉が系外に放出され、作業環境性を損ない、また発火、燃焼する恐れがある。さらに、従来の装置では、マグネシウム蒸気からのマグネシウム回収率が低いという問題があった。また、マグネシウム蒸気の凝結で得られるマグネシウム塊を凝結面から引き剥がすなどの作業を要する。そのため、凝結面からのコンタミ等でマグネシウムの純度が低くなったり、凝結面に取り残しなどが生じてマグネシウムの回収率が低くなったりすることがあった。   Magnesium vapor generated in the production or purification of magnesium adheres as fine magnesium powder to the inner wall and lid of the apparatus. If this comes into contact with air, it may ignite and burn. Further, when the device lid is opened and opened, the fine magnesium powder is released out of the system, which may impair the work environment and may ignite and burn. Furthermore, the conventional apparatus has a problem that the magnesium recovery rate from the magnesium vapor is low. Moreover, the work of peeling off the magnesium lump obtained by condensation of magnesium vapor from the condensation surface is required. For this reason, the purity of magnesium may be lowered due to contamination or the like from the condensation surface, or may be left behind on the condensation surface and the recovery rate of magnesium may be lowered.

このような状況において、特許文献1および特許文献2には、原料を収容する坩堝と、該坩堝内に収容した原料を加熱して溶解させる加熱装置と、前記坩堝の開放空間を覆って密閉する、内側密閉筒と外側密閉筒とからなる二重筒と、前記内側密閉筒内にあって前記坩堝の上方側に配置されたマグネシウム凝結器と、該マグネシウム凝結器の近傍に位置する冷却手段と、前記二重筒内を減圧する排気手段とを有することを特徴とするマグネシウム合金材の純マグネシウム回収装置が提案されている。
特許文献3には、マグネシウム微細片から純マグネシウム塊を製造する装置であって、内部を加熱する加熱手段を備えた密閉容器と、密閉容器内の加熱温度より低い温度に冷却することにより内壁に蒸気を凝結・付着させる回収容器と、前記密閉容器と回収容器とを連結し密閉容器内のマグネシウム蒸気を回収容器に導く連結通路と、密閉容器および回収容器を減圧する減圧手段と、回収容器の下部に接続され回収容器内からの油水分を貯留する貯留容器とを備えていることを特徴とするマグネシウム微細片からの純マグネシウム塊を製造する装置が提案されている。
Under such circumstances, Patent Document 1 and Patent Document 2 cover and seal a crucible for storing a raw material, a heating device for heating and melting the raw material stored in the crucible, and covering the open space of the crucible. A double cylinder composed of an inner sealed cylinder and an outer sealed cylinder, a magnesium condensing device disposed in the inner sealed cylinder and above the crucible, and a cooling means located in the vicinity of the magnesium condensing device, An apparatus for recovering pure magnesium of a magnesium alloy material has been proposed, comprising exhaust means for reducing the pressure inside the double cylinder.
Patent Document 3 discloses an apparatus for producing a pure magnesium lump from magnesium fine pieces, which is a sealed container provided with a heating means for heating the inside, and an inner wall by cooling to a temperature lower than the heating temperature in the sealed container. A recovery container for condensing and adhering vapor; a connection passage for connecting the sealed container and the recovery container to lead magnesium vapor in the sealed container to the recovery container; a decompression means for decompressing the sealed container and the recovery container; There has been proposed an apparatus for producing a pure magnesium lump from a magnesium fine piece, characterized in that it comprises a storage container connected to the lower part for storing oil and water from inside the recovery container.

特開2002−348621号公報JP 2002-348621 A 特開2005−126802号公報JP 2005-126802 A 特開平6−88148号公報JP-A-6-88148

本発明の目的は、連続的に且つ高効率でマグネシウムを回収する方法およびその方法の実施に好適なマグネシウム回収装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for recovering magnesium continuously and efficiently and a magnesium recovery apparatus suitable for carrying out the method.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、容器に粉粒を収容し、該粉粒を振動、流動または移動させ、マグネシウム蒸気を前記容器に導入して前記粉粒表面で凝結させることによって、連続的に且つ高効率でマグネシウムを回収できることを見出した。
本発明は、この知見に基づいて、さらに検討を重ねることによって完成するに至ったものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has accommodated powder particles in a container, vibrated, flowed or moved the powder particles, introduced magnesium vapor into the container, It has been found that magnesium can be recovered continuously and with high efficiency.
The present invention has been completed by further studies based on this finding.

すなわち、本発明は以下の態様を含む。
〔1〕 容器に粉粒を収容し、 該粉粒を振動、流動または移動させ、 マグネシウム蒸気を前記容器に導入して前記粉粒表面で凝結させることを含む、マグネシウムの回収方法。
〔2〕 前記粉粒が金属マグネシウムからなるものである、前記〔1〕に記載のマグネシウムの回収方法。
〔3〕 容器内を非酸化性雰囲気にする、前記〔1〕または〔2〕に記載のマグネシウムの回収方法。
That is, the present invention includes the following aspects.
[1] A method for recovering magnesium, comprising storing powder particles in a container, vibrating, flowing or moving the powder particles, and introducing magnesium vapor into the container to condense on the surface of the powder particles.
[2] The method for recovering magnesium according to [1], wherein the powder particles are made of magnesium metal.
[3] The method for recovering magnesium according to [1] or [2] above, wherein the container is filled with a non-oxidizing atmosphere.

〔4〕 粉粒を振動、流動または移動が可能に収容できる容器、 該容器の上部に粉粒を供給する口、該容器の下部に粉粒を排出する口、および該容器にマグネシウム蒸気を導入する口があり、 且つ容器に収容された粉粒を振動、流動または移動させるための手段を有し、 導入させたマグネシウム蒸気を前記粉粒表面で凝結させることができる、マグネシウム回収装置。
〔5〕 排出された粉粒を分級する手段をさらに有する、前記〔4〕に記載のマグネシウム回収装置。
〔6〕 前記粉粒が金属マグネシウムからなるものである、前記〔4〕または〔5〕に記載のマグネシウム回収装置。
〔7〕 容器内を非酸化性雰囲気にすることができる、前記〔4〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のマグネシウム回収装置。
[4] Container that can accommodate powder particles so that they can vibrate, flow, or move, a port that supplies powder particles to the top of the container, a port that discharges powder particles to the bottom of the container, and magnesium vapor introduced into the container And a means for vibrating, flowing, or moving the powder contained in the container, and the introduced magnesium vapor can be condensed on the surface of the powder.
[5] The magnesium recovery apparatus according to [4], further including means for classifying discharged particles.
[6] The magnesium recovery apparatus according to [4] or [5], wherein the powder particles are made of magnesium metal.
[7] The magnesium recovery apparatus according to any one of [4] to [6], wherein the inside of the container can be made into a non-oxidizing atmosphere.

本発明に係るマグネシウムの回収方法に好適に使用されるマグネシウム回収装置は、粉粒を振動、流動または移動が可能に収容できる容器を有する。該容器は、その上部に粉粒を供給する口、該容器の下部に粉粒を排出する口、および該容器にマグネシウム蒸気を導入する口がある。
このような容器は、移動層または流動層として知られる塔型または槽型の化学装置であってもよい。移動層装置としては、例えば、容器の上部に新しい粉粒を供給するためのホッパーやコンベヤーなどが設けられ、容器の下部に粉粒を一定量で排出するための振動フィーダー、ロータリーフィーダー、テーブルフィーダーなどが設けられていて、粉粒が容器内を上から下へ移動するようになったもの(図3参照)が挙げられる。移動層装置には、複数の固定層をバルブの切り替えで擬似的に移動した状況にする、所謂、擬似移動層装置を含むことができる。また流動層装置としては、例えば、容器の上部に新しい粉粒を供給するためのホッパーなどが設けられ、容器に容器内の粉粒を流動化させるに十分な振動を発生させる装置を設け、容器の下部に粉粒を一定量で排出するためのフィーダーを設けたもの(図1参照); 容器の上部に新しい粉粒を供給するためのホッパーなどが設けられ、容器の下部に容器内の粉粒を流動化させるに十分な気流を送り込む装置を設け、容器の下部に粉粒を一定量で排出するためのフィーダーを設けたもの(図2参照)が挙げられる。また、機械的振動による流動化と気流による流動化とを組み合わせて流動層を形成させる装置であってもよい。
The magnesium recovery apparatus suitably used for the magnesium recovery method according to the present invention has a container that can accommodate powder particles so as to be able to vibrate, flow, or move. The container has a mouth for supplying powder to the top, a mouth for discharging powder to the bottom of the container, and a mouth for introducing magnesium vapor into the container.
Such a container may be a tower or tank type chemical device known as a moving bed or fluidized bed. As the moving bed device, for example, a hopper or conveyor for supplying new powder particles to the upper part of the container is provided, and a vibratory feeder, rotary feeder, table feeder for discharging a fixed amount of powder particles to the lower part of the container Etc. are provided, and the powder particles can move from top to bottom in the container (see FIG. 3). The moving bed apparatus can include a so-called simulated moving bed apparatus in which a plurality of fixed layers are moved in a pseudo manner by switching valves. In addition, as the fluidized bed apparatus, for example, a hopper for supplying new powder particles is provided at the top of the container, and a device that generates sufficient vibration to fluidize the powder particles in the container is provided in the container. A feeder for discharging a certain amount of powder particles at the bottom of the container (see Fig. 1); A hopper for supplying new powder particles is provided at the top of the container, and the powder in the container is disposed at the bottom of the container A device (see FIG. 2) in which a device for feeding airflow sufficient to fluidize the particles is provided, and a feeder for discharging a certain amount of powder particles at the lower portion of the container is provided. Moreover, the apparatus which forms the fluidized bed by combining the fluidization by mechanical vibration and the fluidization by airflow may be used.

そして、マグネシウム蒸気を前記容器に導入し、振動、流動または移動させられている粉粒に接触させ、該粉粒の表面で凝結させる。導入させたマグネシウム蒸気が前記粉粒表面で凝結すると、粉粒がマグネシウムで被覆され、粉粒が大きくなっていく。なお、本明細書における「凝結」は、気相から液相に転位すること(狭義の凝縮)と、気相から固相に転位すること(狭義の凝結)との、両方を含意する。また、本明細書における「凝結」は、気相から液相に転位した後、液相から固相に転位することも含意する。
マグネシウム蒸気は、マグネシウム材を加熱溶融させることによって発生する蒸気であってもよいし、熱還元法で発生する蒸気などであってもよい。マグネシウム材としては、成形不良品、ビスケット、スプル、ランナ、オーバーフロー、バリ、切削粉、チップなどのマグネシウムを含有するスクラップが挙げられる。マグネシウム材は純マグネシウムであってもよいし、マグネシウム合金であってもよい。また、酸化マグネシウム蒸気を炉内に送り込み、そこにレーザーを照射することによって、マグネシウム蒸気を発生させることもできる。マグネシウム蒸気の温度は、マグネシウムの回収率、熱エネルギーや設備にかかるコストなどを考慮して適宜設定できる。なお、金属材料・加工プロセス辞典(川口ら編著、丸善、平成13年3月15日発行)によれば、マグネシウムは、融点が650℃、沸点が1120℃である。
マグネシウム蒸気は、粉粒に、向流接触させてもよいし、十字接触させてもよい。図3には、マグネシウム蒸気が下から上に流れ、粉粒が上から下に移動する、向流接触の場合を示した。
And magnesium vapor | steam is introduce | transduced into the said container, it is made to contact with the granule currently vibrated, fluidized, or moved, and is condensed on the surface of this granule. When the introduced magnesium vapor condenses on the surface of the particles, the particles are coated with magnesium, and the particles become larger. In the present specification, “condensation” implies both rearrangement from the gas phase to the liquid phase (condensation in a narrow sense) and rearrangement from the gas phase to the solid phase (condensation in a narrow sense). In addition, “condensation” in the present specification also implies rearrangement from the gas phase to the liquid phase and then rearrangement from the liquid phase to the solid phase.
The magnesium vapor may be a vapor generated by heating and melting a magnesium material, or a vapor generated by a thermal reduction method. Examples of the magnesium material include scraps containing magnesium such as defective moldings, biscuits, sprues, runners, overflows, burrs, cutting powders, and chips. The magnesium material may be pure magnesium or a magnesium alloy. Magnesium vapor can also be generated by sending magnesium oxide vapor into the furnace and irradiating it with a laser. The temperature of the magnesium vapor can be set as appropriate in consideration of the recovery rate of magnesium, thermal energy, costs for equipment, and the like. In addition, according to the dictionary of metallic materials and processing processes (edited by Kawaguchi et al., Maruzen, published on March 15, 2001), magnesium has a melting point of 650 ° C. and a boiling point of 1120 ° C.
Magnesium vapor may be brought into countercurrent contact or cross-contact with the powder particles. FIG. 3 shows the case of countercurrent contact in which magnesium vapor flows from bottom to top and powder particles move from top to bottom.

本発明に係るマグネシウム回収装置に用いられる粉粒は、その表面にマグネシウムを凝結させることができるものであれば、特に限定されない。高純度のマグネシウムの回収が容易という観点から、粉粒は金属マグネシウムからなるものが好ましい。粉粒は、その形状において、特に限定されないが、上記の容器の中で、振動、流動または移動が容易になるという観点から、球形のものが好ましい。
粉粒の大きさは、振動、流動または移動させることができれば、特に制限されない。粉粒の大きさは、例えば、10μm〜10mm、好ましくは50μm〜1mmである。粉粒が大きすぎるとマグネシウムの回収率が低くなることがある。粉粒が小さすぎると、発火、燃焼等を起こすおそれが高くなり、また凝集したりして、容器の中での振動、流動または移動が困難になることがある。
粉粒は、その表面でマグネシウム蒸気が凝結しやすくするために、冷やされていることが好ましい。粉粒の冷却は公知の冷却手段によって行うことができる。例えば、図3に示した移動層装置や図1に示した流動層装置では、容器311または容器111の上部に熱交換器などを設けて、粉粒を冷やすことができる。また、図2に示した流動層装置では、流動化のために導入されるガスの温度を低くすることで、粉粒を冷やすことができる。
The powder used in the magnesium recovery apparatus according to the present invention is not particularly limited as long as magnesium can be condensed on the surface. From the viewpoint of easy recovery of high-purity magnesium, the powder is preferably made of metallic magnesium. The shape of the powder is not particularly limited, but a spherical shape is preferable from the viewpoint of easy vibration, flow, or movement in the container.
The size of the powder is not particularly limited as long as it can be vibrated, flowed or moved. The size of the powder particles is, for example, 10 μm to 10 mm, preferably 50 μm to 1 mm. If the powder is too large, the magnesium recovery rate may be low. If the powder is too small, there is a high risk of ignition, combustion, etc., and agglomeration may make it difficult to vibrate, flow or move in the container.
The powder is preferably cooled in order to facilitate condensation of magnesium vapor on the surface. The powder particles can be cooled by a known cooling means. For example, in the moving bed apparatus shown in FIG. 3 or the fluidized bed apparatus shown in FIG. 1, a heat exchanger or the like can be provided on the upper part of the container 311 or the container 111 to cool the particles. Further, in the fluidized bed apparatus shown in FIG. 2, the powder particles can be cooled by lowering the temperature of the gas introduced for fluidization.

容器内の雰囲気は特に制限されないが、非酸化性雰囲気であることが好ましい。酸化性雰囲気になるとマグネシウム蒸気の凝結で生成したマグネシウムが酸化されやすい。非酸化性雰囲気とするために、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスなどを容器内に導入することができる。また、容器内を減圧にすることで操作温度を低くすることができる。   The atmosphere in the container is not particularly limited, but is preferably a non-oxidizing atmosphere. In an oxidizing atmosphere, magnesium produced by condensation of magnesium vapor is likely to be oxidized. In order to obtain a non-oxidizing atmosphere, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas can be introduced into the container. Further, the operation temperature can be lowered by reducing the pressure in the container.

容器の下部に設けた粉粒排出口から、マグネシウムで被覆された粉粒を取り出す。粉粒の取り出し手段は特に制限されない。例えば、振動フィーダー、ロータリーフィーダー、テーブルフィーダー、スクリューフィーダーなどが挙げられる。そして、取り出された粉粒を分級することができる。分級手段は特に制限されない。例えば、篩、遠心分級器、重力分級器、慣性分級器などを挙げることができる。所定の大きさ以下の粉粒は、本発明に係るマグネシウム回収装置の上部から再度供給することができる。   The powder covered with magnesium is taken out from the powder outlet provided in the lower part of the container. The means for taking out the powder particles is not particularly limited. For example, a vibration feeder, a rotary feeder, a table feeder, a screw feeder, etc. are mentioned. And the taken-out powder grain can be classified. Classification means is not particularly limited. Examples thereof include a sieve, a centrifugal classifier, a gravity classifier, and an inertia classifier. Powder particles having a predetermined size or less can be supplied again from the upper part of the magnesium recovery apparatus according to the present invention.

本発明に係るマグネシウムの回収方法およびマグネシウム回収装置によれば、連続的に且つ高効率でマグネシウムを回収することができる。導入させたマグネシウム蒸気を前記粉粒表面で凝結させると、粉粒がマグネシウムで被覆され、粉粒が大きくなっていく。本発明に係るマグネシウムの回収方法は、従来法のようにマグネシウム蒸気の凝結で発生するマグネシウム微細粉を取り扱わなくて済むので、作業環境性に優れ、また発火や燃焼などの問題を回避できる。粉粒を用いることによって、マグネシウム蒸気との接触面積が増えるので、小型装置で高い凝結効率を得ることができる。マグネシウムで被覆された粉粒は振動フィーダー、ロータリーフィーダーなどを用いることで連続的に容器外に取り出すことができるので、マグネシウムの生産性を高めることができる。粉粒にマグネシウム粉粒を用いると、マグネシウム蒸気の凝結で得られるマグネシウムをマグネシウム粉粒から引き剥がす必要がない。そのため、高純度のマグネシウムを高効率で回収できる。
また、マグネシウムで被覆された粉粒を分級して、所定の大きさ以下のものを、マグネシウム回収装置の上部から再度供給して、所定の大きさになるまで、使用することで、製造コストを下げることができる。
According to the magnesium recovery method and the magnesium recovery apparatus of the present invention, magnesium can be recovered continuously and with high efficiency. When the introduced magnesium vapor is condensed on the surface of the particles, the particles are coated with magnesium, and the particles become larger. The magnesium recovery method according to the present invention does not require handling of the magnesium fine powder generated by the condensation of magnesium vapor as in the conventional method, so that it is excellent in work environment and can avoid problems such as ignition and combustion. By using the powder particles, the contact area with the magnesium vapor increases, so that high condensation efficiency can be obtained with a small device. Since the powder coated with magnesium can be continuously taken out of the container by using a vibration feeder, a rotary feeder or the like, the productivity of magnesium can be increased. When magnesium powder is used as the powder, it is not necessary to peel off the magnesium obtained by condensation of magnesium vapor from the magnesium powder. Therefore, high purity magnesium can be recovered with high efficiency.
In addition, the powder coated with magnesium is classified, and the powder of a predetermined size or less is supplied again from the upper part of the magnesium recovery device and used until it reaches a predetermined size, thereby reducing the manufacturing cost. Can be lowered.

実施形態1に係るマグネシウム回収装置を示す概念図。The conceptual diagram which shows the magnesium collection | recovery apparatus concerning Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るマグネシウム回収装置を示す概念図。The conceptual diagram which shows the magnesium collection | recovery apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係るマグネシウム回収装置を示す概念図。The conceptual diagram which shows the magnesium collection | recovery apparatus which concerns on Embodiment 3. FIG.

次に本発明に係るマグネシウム回収装置の実施形態を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施形態によってその範囲が制限されるものではない。   Next, an embodiment of the magnesium recovery apparatus according to the present invention will be shown to describe the present invention more specifically. The scope of the present invention is not limited by these embodiments.

〔実施形態1〕
図1は、機械的振動による振動・流動層式のマグネシウム回収装置を示す概念図である。なお、図1では、容器中央部の粉粒の描画を省略している。
該回収装置は、容器111と、容器111の下部に取り付けられた振動機110を有する。容器111は、円筒形状の塔であり、塔の上部にマグネシウム粉粒の供給口113、塔の下部にマグネシウムで被覆された粉粒の排出口114、塔の下部にマグネシウム蒸気の導入口115、および塔の上部に排気口116を備えている。供給口113、排出口114、導入口115および排気口116は、フレキシブルチューブを介して、外部の配管等に繋がっている。フレキシブルチューブによって外部の配管等に振動が伝わらないようにしている。
Embodiment 1
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a vibration / fluidized bed type magnesium recovery apparatus using mechanical vibration. In addition, in FIG. 1, drawing of the powder grain of a container center part is abbreviate | omitted.
The collection device includes a container 111 and a vibrator 110 attached to the lower part of the container 111. The container 111 is a cylindrical tower, a magnesium powder supply port 113 at the top of the tower, a powder discharge port 114 coated with magnesium at the bottom of the tower, a magnesium vapor inlet 115 at the bottom of the tower, And an exhaust port 116 at the top of the tower. The supply port 113, the discharge port 114, the introduction port 115, and the exhaust port 116 are connected to an external pipe or the like via a flexible tube. The flexible tube prevents vibrations from being transmitted to external piping.

容器111はバネ117を介して基台に設置されている。振動機110によって容器111が振動する。この振動によって、供給口113から供給されたマグネシウム粉粒(粒径:約150μm)が容器111の中で振動・流動化する。なお、容器111の中に、螺旋状の板、十字形状の板などの振動板を設置し、振動機で発生した波動を該振動板に伝え、粉粒の振動・流動化が容器内全体で容易に起きるようにすることができる。   The container 111 is installed on the base via a spring 117. The container 111 is vibrated by the vibrator 110. Due to this vibration, magnesium powder particles (particle size: about 150 μm) supplied from the supply port 113 are vibrated and fluidized in the container 111. In addition, a vibration plate such as a spiral plate or a cross-shaped plate is installed in the container 111, and the vibration generated by the vibrator is transmitted to the vibration plate, so that the vibration and fluidization of the powder particles are performed throughout the container. Can get up easily.

導入口115から導入されたマグネシウム蒸気は、流動化されたマグネシウム粉粒に接触し、該粉粒の表面で凝結する。凝結によってマグネシウム粉粒表面がマグネシウムで被覆される。塔内において流動化されるマグネシウム粉粒の高さは、導入されたマグネシウム蒸気がほぼすべてマグネシウム粉粒表面で凝結され、排気口における排気にマグネシウム蒸気が含まれない程度になるに十分な高さにする。この高さは、流動層吸着装置や流動層ガス吸収装置などにおける設計手法と同様の方法で算出することができる。マグネシウムで被覆された粉粒は排出口114から排出される。排出量は排出装置112で調整される。また、マグネシウム蒸気の凝結を促進させるために、容器111の上部に熱交換器(図示せず。)等を設け、それを用いてマグネシウム粉粒を冷やすことができる。容器111の内壁面においてマグネシウム蒸気が凝結しないようにするために内壁はマグネシウム蒸気の凝結温度より高くしておくことができる。   Magnesium vapor introduced from the inlet 115 contacts the fluidized magnesium powder and condenses on the surface of the powder. The surface of magnesium powder particles is coated with magnesium by condensation. The height of the magnesium powder fluidized in the tower is high enough that almost all of the introduced magnesium vapor condenses on the surface of the magnesium powder and does not contain magnesium vapor in the exhaust at the exhaust port. To. This height can be calculated by a method similar to a design method in a fluidized bed adsorption device, a fluidized bed gas absorption device, or the like. The powder coated with magnesium is discharged from the discharge port 114. The discharge amount is adjusted by the discharge device 112. Moreover, in order to promote condensation of magnesium vapor | steam, a heat exchanger (not shown) etc. can be provided in the upper part of the container 111, and magnesium powder can be cooled using it. In order to prevent the magnesium vapor from condensing on the inner wall surface of the container 111, the inner wall can be kept higher than the condensation temperature of the magnesium vapor.

図1に示すマグネシウム回収装置を用いると、導入口115から導入したマグネシウム蒸気が気流中からほぼ完全に除去されるので、排気口116からマグネシウム蒸気はほとんど出てこない。マグネシウム粉粒表面で凝結したマグネシウムは、被膜状になっており、該粉粒から剥がれ落ち難い。排出口114から排出されるマグネシウムで被覆された粉粒は、適度な大きさを有するので、取扱が容易である。なお、導入口115は容器111内で下向きにマグネシウム蒸気が吹き出すように配置されているが、これに限定されない。   When the magnesium recovery apparatus shown in FIG. 1 is used, the magnesium vapor introduced from the introduction port 115 is almost completely removed from the airflow, so that the magnesium vapor hardly comes out from the exhaust port 116. Magnesium condensed on the surface of the magnesium powder is in the form of a film and is difficult to peel off from the powder. The powder coated with magnesium discharged from the discharge port 114 has an appropriate size and is easy to handle. In addition, although the inlet 115 is arrange | positioned so that magnesium vapor | steam blows down in the container 111, it is not limited to this.

マグネシウム蒸気は、次のようにして発生させる。酸化マグネシウムと窒素ガスとを一緒に炉内に送り込み、そこにレーザーを照射する。このレーザー照射された部分は約2万℃の高温になる。この高温下において酸化マグネシウムはマグネシウムと酸素とに分離し、純粋なマグネシウムになる。分離した酸素は窒素ガスによって分圧が下がるので、マグネシウムとの再結合は起きにくい。導入口115には該方法で発生した窒素ガスとマグネシウム蒸気との混合物が送り込まれる。   Magnesium vapor is generated as follows. Magnesium oxide and nitrogen gas are sent together into the furnace and irradiated with a laser. This laser irradiated part becomes a high temperature of about 20,000 ° C. Under this high temperature, magnesium oxide separates into magnesium and oxygen and becomes pure magnesium. Since the partial pressure of the separated oxygen is lowered by nitrogen gas, recombination with magnesium hardly occurs. A mixture of nitrogen gas and magnesium vapor generated by the method is fed into the introduction port 115.

〔実施形態2〕
図2は、気流による流動層式のマグネシウム回収装置を示す概念図である。なお、図2では、容器中央部の粉粒の描画を省略している。
該回収装置は、容器211を有する。容器211は、円筒形状の塔であり、塔の上部にマグネシウム粉粒の供給口213、塔の下部にマグネシウムで被覆された粉粒の排出口214、塔の下部にマグネシウム蒸気の導入口215、塔の上部に排気口216、およびガスを送り込むための送風口218を備えている。供給口213、排出口214、導入口215、排気口216および送風口218は、フレキシブルチューブを介して、外部配管に繋がっている。
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a fluidized bed type magnesium recovery apparatus using an air flow. In addition, in FIG. 2, drawing of the powder grain of a container center part is abbreviate | omitted.
The collection device has a container 211. The container 211 is a cylindrical tower, a magnesium powder supply port 213 at the top of the tower, a powder discharge port 214 coated with magnesium at the bottom of the tower, a magnesium vapor inlet 215 at the bottom of the tower, An exhaust port 216 and a blower port 218 for feeding gas are provided at the top of the tower. The supply port 213, the discharge port 214, the introduction port 215, the exhaust port 216, and the blower port 218 are connected to external piping through a flexible tube.

送風口218から送り込まれたガスは分散板219によって容器211内で均等な上昇気流が生じるように分散させられる。ガス量は、上昇気流が流動化開始速度以上で且つ粒子終末速度以下となるように調整する。この上昇気流によって、供給口213から供給されたマグネシウム粉粒(粒径:約150μm)が容器211の中で流動化する。送り込まれるガスは、マグネシウム蒸気の凝結を促進させるために、送風口の手前に設けた熱交換器(図示せず。)等で冷やすことができる。上昇気流を発生させるためのガスとしては窒素ガスを用いることができる。   The gas sent from the blower port 218 is dispersed by the dispersion plate 219 so that an even upward air flow is generated in the container 211. The amount of gas is adjusted so that the ascending airflow is not less than the fluidization start speed and not more than the particle end speed. Due to this updraft, the magnesium particles (particle size: about 150 μm) supplied from the supply port 213 are fluidized in the container 211. In order to accelerate the condensation of magnesium vapor, the fed gas can be cooled by a heat exchanger (not shown) provided in front of the air blowing port. Nitrogen gas can be used as the gas for generating the updraft.

導入口215から導入されたマグネシウム蒸気は、流動化されたマグネシウム粉粒に接触し、該粉粒の表面で凝結する。凝結によってマグネシウム粉粒表面がマグネシウムで被覆される。塔内において流動化されるマグネシウム粉粒の高さは、マグネシウム蒸気がほぼすべてマグネシウム粉粒表面で凝結され、排気口における排気にマグネシウム蒸気が含まれない程度になるに十分な高さにする。この高さは、流動層吸着装置や流動層ガス吸収装置などにおける設計手法と同様の方法で算出することができる。なお、導入口215は容器211内で下向きにマグネシウム蒸気が吹き出すように配置されているが、これに限定されない。
そして、マグネシウムで被覆された粉粒は排出口214から排出される。排出量は排出装置212で調整される。排気口216には、上昇気流に同伴してマグネシウム粉粒が出ていかないように、金網などのフィルターや、サイクロンなどの分級装置を設けることができる。マグネシウム蒸気は実施形態1と同じ方法で発生させる。
Magnesium vapor introduced from the inlet 215 contacts the fluidized magnesium powder and condenses on the surface of the powder. The surface of magnesium powder particles is coated with magnesium by condensation. The height of the magnesium particles that are fluidized in the tower is high enough so that the magnesium vapor is condensed almost entirely on the surface of the magnesium particles and the magnesium vapor is not contained in the exhaust at the exhaust port. This height can be calculated by a method similar to a design method in a fluidized bed adsorption device, a fluidized bed gas absorption device, or the like. In addition, although the inlet 215 is arrange | positioned so that magnesium vapor | steam blows down in the container 211, it is not limited to this.
The powder coated with magnesium is discharged from the discharge port 214. The discharge amount is adjusted by the discharge device 212. The exhaust port 216 can be provided with a filter such as a wire mesh or a classification device such as a cyclone so that magnesium powder particles do not come out with the rising air current. Magnesium vapor is generated in the same manner as in the first embodiment.

〔実施形態3〕
図3は、移動層式のマグネシウム回収装置を示す概念図である。なお、図3では、容器中央部の粉粒の描画を省略している。
該回収装置は容器311を有する。容器311は、円筒形状の塔であり、塔の上部にマグネシウム粉粒の供給口313、塔の下部にマグネシウムで被覆された粉粒の排出口314、塔の下部にマグネシウム蒸気の導入口315、および塔の上部に排気口316を備えている。
[Embodiment 3]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a moving bed type magnesium recovery apparatus. In addition, in FIG. 3, drawing of the powder grain of a container center part is abbreviate | omitted.
The collection device has a container 311. The container 311 is a cylindrical tower, a magnesium particle supply port 313 at the top of the tower, a powder discharge port 314 coated with magnesium at the bottom of the tower, a magnesium vapor inlet 315 at the bottom of the tower, And an exhaust port 316 at the top of the tower.

供給口313から供給されたマグネシウム粉粒(粒径:約150μm)は、塔内に充填される。排出口314には、振動機310を有する振動フィーダー312が設置されていて、マグネシウムで被覆された粉粒を一定流量で排出できるようになっている。排出口からの粉粒の排出によって、供給口313から供給されたマグネシウム粉粒は、重力によって塔内を上部から下部に向かって順次移動する。容器311の上部に熱交換器(図示せず。)等を設け、それを用いてマグネシウム粉粒を冷やすことができる。供給口313におけるマグネシウム粉粒の供給量は、排出口314における粉粒の排出量に応じて調整される。   Magnesium particles (particle size: about 150 μm) supplied from the supply port 313 are filled into the tower. A vibration feeder 312 having a vibrator 310 is installed at the discharge port 314 so that particles coated with magnesium can be discharged at a constant flow rate. Due to the discharge of the powder particles from the discharge port, the magnesium powder particles supplied from the supply port 313 sequentially move from the upper part to the lower part in the tower by gravity. A heat exchanger (not shown) or the like is provided on the upper portion of the container 311 and the magnesium powder can be cooled using the heat exchanger. The supply amount of the magnesium particles at the supply port 313 is adjusted according to the discharge amount of the powder particles at the discharge port 314.

一方、導入口315から導入されたマグネシウム蒸気は、下方に向かって移動してくるマグネシウム粉粒に向流接触し、該粉粒の表面で凝結する。凝結によってマグネシウム粉粒表面がマグネシウムで被覆される。塔内に充填されるマグネシウム粉粒の高さは、マグネシウム蒸気がほぼすべてマグネシウム粉粒表面で凝結され、排気口における排気にマグネシウム蒸気が含まれない程度になるに十分な高さにする。この高さは、移動層吸着装置や移動層ガス吸収装置などにおける設計手法と同様の方法で算出することができる。導入口315は容器311内で上向きにマグネシウム蒸気が吹き出すように配置されている。導入口315の出口には粉粒が導入口315に入り込まないように多孔板等が取り付けられている。そして、導入されたマグネシウム蒸気に含まれていた不活性ガスなどが排気口316から排出される。マグネシウムで被覆された粉粒は排出口314から排出される。マグネシウム蒸気は実施形態1と同じ方法で発生させる。   On the other hand, the magnesium vapor introduced from the introduction port 315 comes into countercurrent contact with the magnesium particles moving downward and condenses on the surface of the particles. The surface of magnesium powder particles is coated with magnesium by condensation. The height of the magnesium particles filled in the tower is set high enough that the magnesium vapor is condensed almost entirely on the surface of the magnesium particles and the magnesium vapor is not contained in the exhaust at the exhaust port. This height can be calculated by a method similar to the design method in a moving bed adsorption device, a moving bed gas absorption device, or the like. The inlet 315 is arranged so that magnesium vapor blows upward in the container 311. A perforated plate or the like is attached to the outlet of the inlet 315 so that the powder particles do not enter the inlet 315. Then, an inert gas or the like contained in the introduced magnesium vapor is exhausted from the exhaust port 316. The powder coated with magnesium is discharged from the discharge port 314. Magnesium vapor is generated in the same manner as in the first embodiment.

上記の実施形態に係るマグネシウム回収装置によれば、連続的に且つ高効率でマグネシウムを回収することができる。本実施形態に係るマグネシウム回収装置を用いると、導入口から導入したマグネシウム蒸気が気流中からほぼ完全に除去されるので、排気口からマグネシウム蒸気はほとんど出てこない。導入させたマグネシウム蒸気を前記粉粒表面で凝結させると、粉粒がマグネシウムで被覆され、粉粒が大きくなっていく。マグネシウムで被覆された粉粒は連続的に容器外に取り出すことができるので、マグネシウムの生産性を高めることができる。また、マグネシウムで被覆された粉粒を分級して、所定の大きさ以下のものを、マグネシウム回収装置の上部から再度供給して、所定の大きさになるまで、使用することで、製造コストを下げることができる。   According to the magnesium recovery apparatus according to the above embodiment, magnesium can be recovered continuously and with high efficiency. When the magnesium recovery apparatus according to this embodiment is used, the magnesium vapor introduced from the introduction port is almost completely removed from the airflow, so that the magnesium vapor hardly comes out from the exhaust port. When the introduced magnesium vapor is condensed on the surface of the particles, the particles are coated with magnesium, and the particles become larger. Since the powder coated with magnesium can be continuously taken out of the container, the productivity of magnesium can be increased. In addition, the powder coated with magnesium is classified, and the powder of a predetermined size or less is supplied again from the upper part of the magnesium recovery device and used until it reaches a predetermined size, thereby reducing the manufacturing cost. Can be lowered.

Claims (7)

容器に粉粒を収容し、
該粉粒を振動、流動または移動させ、
マグネシウム蒸気を前記容器に導入して前記粉粒表面で凝結させることを含む、マグネシウムの回収方法。
Contains powder in a container,
Vibrate, flow or move the particles;
A method for recovering magnesium, comprising introducing magnesium vapor into the container and condensing on the surface of the particles.
前記粉粒が金属マグネシウムからなるものである、請求項1に記載のマグネシウムの回収方法。   The method for recovering magnesium according to claim 1, wherein the powder particles are made of magnesium metal. 容器内を非酸化性雰囲気にする、請求項1または2に記載のマグネシウムの回収方法。   The method for recovering magnesium according to claim 1 or 2, wherein the container is filled with a non-oxidizing atmosphere. 粉粒を振動、流動または移動が可能に収容できる容器、
該容器の上部に粉粒を供給する口、該容器の下部に粉粒を排出する口、および該容器にマグネシウム蒸気を導入する口があり、
且つ容器に収容された粉粒を振動、流動または移動させるための手段を有し、
導入させたマグネシウム蒸気を前記粉粒表面で凝結させることができる、マグネシウム回収装置。
A container that can accommodate powder particles so that they can vibrate, flow or move,
There are a mouth for supplying the granules to the top of the container, a mouth for discharging the grains to the bottom of the container, and a mouth for introducing magnesium vapor into the container,
And having means for vibrating, flowing or moving the powder particles contained in the container,
A magnesium recovery apparatus capable of condensing introduced magnesium vapor on the surface of the powder particles.
排出された粉粒を分級する手段をさらに有する、請求項4に記載のマグネシウム回収装置。   The magnesium recovery apparatus according to claim 4, further comprising means for classifying the discharged powder particles. 前記粉粒が金属マグネシウムからなるものである、請求項4または5に記載のマグネシウム回収装置。   The magnesium recovery apparatus according to claim 4 or 5, wherein the powder particles are made of magnesium metal. 容器内を非酸化性雰囲気にすることができる、請求項4〜6のいずれか1項に記載のマグネシウム回収装置。   The magnesium recovery apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the inside of the container can be made into a non-oxidizing atmosphere.
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