專用

人人文庫

中華人民共和國國家標準

鎂冶煉廠工藝設計標準

Standardforprocessdesignofmagnesiumsmelter

GB51270-2017

主編部門中國有色金屬工業協會

：

批準部門中華人民共和國住房和城鄉建設部

：

施行日期年月專用日

：201881

人人文庫

中國計劃出版社

2017北京

中華人民共和國國家標準

鎂冶煉廠工藝設計標準專用

GB51270-2017

☆

中國計劃出版社出版發行

網址

：

地址北京市西城區木樨地北里甲號國宏大廈座層

：11C3

郵政編碼電話發行部

：100038：（010）63906433（）

三河富華印刷包裝有限公司印刷

印張千字

850mm×1168mm1/32249

年月第版年月第次印刷

201851201851

☆

統一書號

：155182·0239

定價元

人人文庫：12.00

版權所有侵權必究

侵權舉報電話

：（010）63906404

如有印裝質量問題請寄本社出版部調換

，

中華人民共和國住房和城鄉建設部公告

第1744號

住房城鄉建設部關于發布國家標準

鎂冶煉廠工藝設計標準的公告

《》

現批準鎂冶煉廠工藝設計標準為國家標準編號為

《》專用，GB

自年月日起實施其中第

51270—2017，201881。，5.6.24、

條為強制性條文必須嚴格執行

6.1.11、6.4.7、6.4.10，。

本標準在住房城鄉建設部門戶網站公

（）

開并由我部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版發行

，。

中華人民共和國住房和城鄉建設部

2017年11月20日

人人文庫

前言

本標準是根據住房城鄉建設部關于印發年工程建設標

《2014

準規范制訂修訂計劃的通知建標號的要求由中

》（〔2013〕169），

國有色工程有限公司和貴陽鋁鎂設計研究院有限公司會同有關單

位共同編制完成的

。

本標準在編制過程中編制組進行了廣泛調查研究認真總結

，，

實踐經驗參考有關國際標準和國外先進技術并在廣泛征求意見

，，

的基礎上通過討論修改和完善最后經審查定稿

，、，。

本標準共分章主要技術內容包括總則術語原材料輔

6，：專用，，、

助材料皮江法煉鎂工藝鹵水在氯化氫氣氛下脫水電解煉鎂工

，，

藝一般工序設計

，。

本標準中以黑體字標志的條文為強制性條文必須嚴格執行

，。

本標準由住房城鄉建設部負責管理和對強制性條文的解釋

，

由中國有色金屬工業工程建設標準規范管理處負責日常管理由

，

貴陽鋁鎂設計研究院有限公司負責具體技術內容的解釋本標準

。

在執行過程中如有意見和建議請寄送貴陽鋁鎂設計研究院有限

，

公司地址貴州省貴陽市金陽新區金朱路號郵政編碼

（：2，：

以供今后修訂時參考

550081），。

本標準主編單位參編單位主要起草人和主要審查人

、、：

主編人人文庫單位：中國有色工程有限公司

貴陽鋁鎂設計研究院有限公司

參編單位：沈陽鋁鎂設計研究院有限公司

化工部長沙設計研究院

青海三工鎂業有限公司

青海鹽湖鎂業有限公司

·1·

主要起草人：申明亮張書賢湯建良路輝常妍妍

樊利軍孫萍周小淞程然王楠

朱丹青孫成高龐全世謝超鄧超

楚文江余國禮李洪偉李建昌

主要審查人：李長勇王秀榮吳賢熙謝紅艷游國強

彭文博章宗和徐寶強周茂敬巨邦昌

專用

人人文庫

·2·

目次

總則…………………

1（1）

術語…………………

2（2）

原材料輔助材料…………

3、（6）

原材料…………………

3.1（6）

輔助材料………………

3.2（6）

皮江法煉鎂工藝…………

4（8）

白云石煅燒……………

4.1（8）

原料制備………………

4.2專用（9）

還原……………………

4.3（10）

鹵水在氯化氫氣氛下脫水電解煉鎂工藝………………

5（12）

鹵水凈化………………

5.1（12）

鹵水蒸發及造粒…………

5.2（12）

濕氯化鎂顆粒熱風一次脫水……………

5.3（13）

一次脫水氯化鎂顆粒在氯化氫氣氛下脫水………………

5.4（13）

無水氯化鎂顆粒儲存及輸送……………

5.5（14）

鎂電解氯氣輸送………

5.6、（15）

陽極制備………………

5.7（18）

一般工序設計……………

6（19）

車間設計的一般規定……

6.1人人文庫（19）

計量……………………

6.2（20）

原料貯存和堆場…………

6.3（20）

精煉及鑄錠……………

6.4（21）

鎂錠成品庫……………

6.5（22）

廢氣凈化………………

6.6（23）

·1·

廢渣處理及廢渣堆存……

6.7（23）

廢水處理及排放…………

6.8（24）

本標準用詞說明………………

（25）

引用標準名錄…………………

（26）

附條文說明…………………

：（27）

專用

人人文庫

·2·

Contents

…………

1Generalprovisions（1）

………

2Terms（2）

……

3Rawmaterialsandauxiliarymaterials（6）

……………

3.1Rawmaterials（6）

………

3.2Auxiliarymaterials（6）

……………

4Pidgeonprocess（8）

………

4.1Dolomitecalcining（8）

…………專用……………

4.2Materialpreparing（9）

………………

4.3Reducing（10）

5Brinedehydratingbyhydrogenchloridegasand

…………

electrolysisprocess（12）

…………

5.1Brinepurifying（12）

……………

5.2Brineevaporatingandprilling（12）

5.3Wetmagnesiumchlorideprillsdryingbyhotairat

………………

firststage（13）

5.4Dehydratingofdriedmagnesiumchlorideprillsby

………

hydrogenchloridegasatsecondstage（13）

5.5Anhydrousmagnesiumchlorideprillsstoringand

…………………

h人人文庫andling（14）

………

5.6Magnesiumelectrolyzationandchlorinegasconveyance（15）

…………

5.7Anodepreparing（18）

……

6Generalprocessdesign（19）

……

6.1Generalrequirmentofworkshopdesign（19）

…………………

6.2Metering（20）

·3·

……………

6.3Rawmaterialstorageandyard（20）

…………………

6.4Refiningandingotcasting（21）

…………………

6.5Magnesuim-ingotstorage（22）

………

6.6Wastegascleaning（23）

…………

6.7Wasteslagstreatmentandstacking（23）

…………

6.8Effluenttreatmentanddischarging（24）

…………

Explanationofwordinginthiscode（25）

………

Listofquotedstandards（26）

…………

Addition：Explanationofprovisions（27）

專用

人人文庫

·4·

1總則

1.0.1為規范鎂冶煉廠工藝設計做到安全可靠先進適用經濟

，、、

合理制定本標準

，。

1.0.2本標準適用于新建改建和擴建鎂冶煉廠的工藝設計

、。

1.0.3鎂冶煉廠的工藝設計應積極采用先進新工藝新技術新

、、

設備和新材料

。

1.0.4鎂冶煉廠主要設備選擇及專用爐窯設計在滿足工藝需要

，

條件下應符合高效節能可靠耐用及維修方便等要求并積極

，、、、，

采用標準定型設備和材料

、。專用

1.0.5鎂冶煉廠應設置廠車間工序三級計量裝置

、、。

1.0.6鎂冶煉廠設計應符合節能安全環境保護職業衛生消

、、、、

防等的要求

。

1.0.7鎂冶煉廠的工藝設計除應符合本標準外尚應符合國家現

，

行有關標準的規定

。

人人文庫

·1·

2術語

2.0.1皮江法

Pidgeonprocess

在外加熱抽真空的鋼罐內以硅鐵還原煅白制取金屬鎂的生

、，

產方法

。

2.0.2煅燒

calcining

白云石原料在高溫下發生碳酸鹽分解反應排出其中的二氧

，

化碳氣體得到產物煅白的工藝過程

，。

2.0.3煅白

dolime

白云石經煅燒分解釋放二氧化碳后得到的產物主要成分為

專用，

氧化鈣和氧化鎂

。

2.0.4還原

reducing

煅白和硅鐵硅鋁合金等還原劑及螢石等礦化劑配料磨粉混

、

勻制團在高溫高真空條件下發生還原反應從煅白中還原出金

，、，，

屬鎂鎂以蒸氣形式逸出并在結晶器內形成結晶鎂的工藝過程

，。

2.0.5還原罐

retort

在皮江法煉鎂還原反應過程中用于盛裝還原物料并能滿足

，

還原反應所需的高溫和高真空條件以及能將還原反應產出的鎂

，

蒸氣冷凝成結晶鎂的裝置

。

2.0.6還原爐

reducingfurnace

在熱法煉鎂還原反應過程中用于加熱還原罐或直接加熱還

人人文庫，

原物料的工業爐

。

2.0.7蓄熱式還原爐

regenerativereducingfurnace

通過蓄熱體將還原爐排出的高溫煙氣的熱量吸收后用于加

，，

熱入爐空氣和燃氣的鎂冶煉還原爐爐型

。

2.0.8還原周期

reductioncycle

·2·

從向還原罐加料開始至還原反應完成后開啟罐蓋取出結晶

，

鎂并清除完還原罐內的還原渣的時間

、。

2.0.9礦石均化

orehomogenization

將白云石中氧化鎂含量相差較大的不同批次礦石進行均勻

，

混合以獲得氧化鎂含量相對穩定的工藝過程

，。

2.0.10空氣吹出法

airstrippingtechnique

向鹵水中通入氯氣使溶液中的溴離子氧化成單質溴鼓入熱

，，

空氣或水蒸氣帶出鹵水中的單質溴從而降低溴含量的方法

，。

2.0.11鹽酸沉淀法

hydrochloricacidprecipitationprocess

向鹵水中加入鹽酸利用硼酸在酸溶液中溶解度小的原理沉

，，

淀出硼酸降低鹵水中硼含量的方法

，。

2.0.12絮凝沉淀法

flocculatingprecipitationprocess

在鹵水中投加絮凝劑使硼酸在溶液中通過專用吸附作用與沉淀

，

物結合然后通過沉降的方式除去溶液中硼的方法

，。

2.0.13離子交換法

ion-exchangeprocess

利用離子交換劑中的可交換基團與溶液中的硼酸根離子進行

交換除硼的方法

。

2.0.14萃取法

extractingprocess

利用硼酸在溶劑和鹵水中的溶解度或分配系數的不同使硼

，

酸鹽從鹵水中轉移到溶劑中除去鹵水中硼的方法

，。

2.0.15精制鹵水

purifiedbrine

鹵水原液經過凈化精制后各種組分均符合煉鎂要求的鹵水

，。

2.0.16蒸發

evaporation

將精制鹵水中的水分以蒸汽形式排出使鹵水進行濃縮的過程

人人文庫，。

2.0.17造粒

prilling

在造粒塔中濃縮后的鹵水經噴灑形成的液滴在塔內空氣中

，

自由下落并冷卻凝結為固體顆粒的過程

，。

2.0.18濕氯化鎂顆粒

wetmagnesiumchlorideprills

含結晶水約為的氯化鎂結晶顆粒

49％。

·3·

2.0.19脫水

dehydration

將濕氯化鎂顆粒加熱脫去其中結晶水的工藝過程

，。

2.0.20空氣一次干燥

airdrying

用熱空氣將濕氯化鎂顆粒的含水量降低到左右的過程

23％。

2.0.21空氣流化床干燥器

airfluidizedbeddryer

用于濕氯化鎂顆粒一次脫水的流化床干燥器加熱介質為熱

，

空氣

。

2.0.22氯化氫氣氛二次干燥

hydrogenchloridegasdrying

用熱氯化氫氣體作為加熱介質將一次脫水氯化鎂顆粒料的

，

水分幾乎全部脫除得到無水氯化鎂顆粒的過程

，。

2.0.23氯化氫流化床干燥器

hydrogenchloridegasfluidized

beddryer

用于對一次脫水氯化鎂顆粒料進行二次干專用燥的流化床干燥

器加熱介質為熱氯化氫氣體

，。

2.0.24無水氯化鎂顆粒

anhydrousprills

經氯化氫氣氛二次干燥的氯化鎂顆粒料其中氯化鎂最低含量

，

大于堿式氯化鎂含量小于水分含量小于

95％，0.40％，0.04％。

2.0.25水解

hydrolysis

氯化鎂水合物脫水過程中氯化鎂與水發生的化學反應

，。

2.0.26水解率

hydrolysisrate

氯化鎂水合物脫水過程中水解的氯化鎂與原有氯化鎂質量

，

之比

。

2.0.27結疤

scale

沉積并黏附在設備管道內表面上的化學反應物結晶或鹽類

人人文庫、

結垢

。

2.0.28鹽酸解析

hydrogenchloridestripping

鹽酸溶液經蒸餾萃取而生成氯化氫氣體的工藝過程

、。

2.0.29電能效率

powerefficiency

電解出一定量的單質鎂需要的理論電量與實際消耗電量的比值

。

·4·

2.0.30氯化鎂電解

electrolysisofmagnesiumchloride

以氯化鎂為原料通過電化學反應制取金屬鎂的工藝過程

，。

2.0.31鎂電解槽

magnesiumelectrolyticcell

通過電化學反應制取金屬鎂的設備

。

2.0.32有無隔板電解槽

（）diaphragm（diaphragmless）

electrolyticcell

陰陽極間有無隔離電解時產出的陰極產物與陽極產物的

（）

耐火材料隔板的鎂電解槽

。

2.0.33雙極性電解槽

bipolarelectrolyticcell

在電解槽內的陰陽極間配置個或多個具有正負感應極板

，1

的鎂電解槽

。

2.0.34槽渣

cellresidue

沉積在鎂電解槽槽膛底部的固體雜質

。專用

2.0.35應急氯氣處理工藝

emergencychlorinetreatingprocess

當出現應急情況用氯單位不能接收或不能全部接收氯氣時

，，

采用化學方法處理氯氣的工藝過程

。

2.0.36氯氣導管

chlorinegasduct

用于輸送鎂電解槽產出含有升華物的氯氣的管道裝置

。

2.0.37陽極氯氣過濾器

chlorinegasfilter

除去鎂電解槽產出的氯氣中升華物的收塵裝置

。

2.0.38氯壓機

chlorinegascompressor

用于壓縮和輸送氯氣的壓縮機

。

2.0.39陽極浸漬

anodeimpregnation

以正人人文庫磷酸或偏磷酸鹽等溶液處理露出電解質液面的石墨陽極

的過程

。

2.0.40陽極壽命

anodelife

鎂電解槽中石墨陽極從開始運行至破損失效的時間

。

2.0.41氯氣液化

chlorineliquefaction

使氯氣從氣態變成液態的過程

。

·5·

3原材料輔助材料

、

3.1原材料

3.1.1皮江法煉鎂工藝原料應符合下列規定

：

1皮江法煉鎂的白云石成分應符合表的規定

3.1.1。

表3.1.1皮江法煉鎂的白云石成分（wt％）

組分灼減

MgOCaOSiO2Al2O3+Fe2O3Na2O+K2OZnOMn

含量

19～2230～33<0.5<0.5≤0.02≤0.001≤0.00546～47

注氧化鈣與氧化鎂的摩爾比應等于

：1～1.03。專用

2回轉窯煅燒白云石要求煅白耐磨指數R應小于灰

，110％，

比R應小于

21.5％。

3皮江法煉鎂硅鐵成分要求硅含量宜為錳含

，75％～80％，

量不應大于

0.4％。

3.1.2電解煉鎂的原料鹵水氯化鎂含量宜為鈣離

，32％～34％，

子含量不應大于

0.3％。

3.2輔助材料

3.2.1用于皮江法煉鎂工藝中作添加劑的螢石粉氟化鈣含量不

，

應小于粒度小于的顆粒質量占比應大于

90％，0.074mm80％。

3.2.2作為電解質添加劑的工業鹽成分應符合表中的

3.2.2

規定人人文庫

。

表3.2.2作為電解質添加劑的工業鹽成分（wt％）

組分水不溶物2-

NaClH2OMgSO4

含量

≥97.50≤0.80≤0.20≤0.60≤0.30

3.2.3作為電解質添加劑的氯化鈣成分應符合表的規定

3.2.3。

·6·

表3.2.3作為電解質添加劑的氯化鈣成分（wt％）

組分2-其他堿金屬

CaCl2H2OFeSO4

含量

≥95≤1.0≤0.004≤0.06≤2.5

3.2.4作為電解質添加劑的氟化鈣成分應符合表的規定

3.2.4。

表3.2.4作為電解質添加劑的氟化鈣成分（wt％）

組分游離酸氯化物

CaF2Fe

含量

≥97.5≤1.0≤0.015≤0.8

注表中游離酸以計

：1HF；

表中以計

2FeFe2O3；

粒度小于的顆粒質量占比應大于

3150μm90％。

3.2.5作為電解質添加劑的氯化鉀成分應符合表的規定

3.2.5。

表3.2.5作為電解質添加劑的氯化鉀成分（wt％）

組分2-

KClNaClSO4

含量專用

≥90≤4.0≤0.35

3.2.6作為精煉熔劑添加劑的氯化鋇成分應符合表的規定

3.2.6。

表3.2.6作為精煉熔劑添加劑的氯化鋇成分（wt％）

組分水不溶物

BaCl2·2H2OSrCaSFe

含量

≥98.0≤0.9≤0.09≤0.008≤0.003≤0.1

3.2.7石墨陽極技術性能指標應符合表的規定

3.2.7。

表3.2.7石墨陽極技術性能指標

項目指標

電阻率

（μΩ·m）≤5.5

抗折強度

（MPa）≥16

體積密度3

（g/cm）≥1.72

灰分

人人文庫（％）≤0.3

3.2.8加入電解槽作還原劑的活性炭成分應符合表的規定

3.2.8。

表3.2.8加入電解槽作還原劑的活性炭成分（wt％）

組分灰分

CH2OFeSiSNiP

含量

≥90≤6≤3≤0.7≤0.5≤0.3≤0.01≤0.5

注粒度小于的顆粒質量占比應大于

：74μm90％。

·7·

4皮江法煉鎂工藝

4.1白云石煅燒

4.1.1白云石煅燒車間宜緊靠白云石原料堆場

。

4.1.2白云石煅燒宜采用節能環保型回轉窯或節能型機械豎窯

。

4.1.3白云石煅燒溫度宜為

1200℃～1350℃。

4.1.4白云石煅燒所用燃料可采用天然氣煤氣燃料油煤粉

、、、。

采用煤粉時煤粉的揮發分宜為灰分應小于灰

，15％～25％，8％，

熔點應大于低位熱值不宜小于

1250℃，25000kJ/kg。

4.1.5白云石煅燒應設置煙氣收塵裝置煙氣排放應符合現行國

，專用

家標準鎂鈦工業污染物排放標準的有關規定

《、》GB25468。

4.1.6煅白送往原料制備車間時應采取防雨防潮措施

，。

4.1.7回轉窯配置及技術指標應符合下列規定

：

1回轉窯設計年運行小時數應取噸煅白燃料消耗不

8000h，

應大于

5852MJ；

2入窯礦石粒度宜為且粒度比不宜大于

10mm～40mm，2.5

∶1；

3窯尾宜配置礦石預熱裝置窯頭應設置煅白冷卻機

，；

4煅白離開冷卻機時的溫度不應超過

200℃；

5煙氣進入收塵裝置前溫度不應超過

180℃；

6窯體宜露天布置

人人文庫；

7回轉窯應設置輔助傳動裝置輔助傳動由電機驅動時輔

，，

助傳動電機應采用雙電源供電

；

8窯頭鼓風機應設置調速裝置配置時風量儲備系數可取

，

1.3～1.5；

9窯尾引風機應設置調速裝置配置時風量儲備系數可取

，

·8·

1.3～1.5；

10窯頭看火平臺沿窯軸方向長度不宜小于窯頭看火

10m，

平臺負荷應按2設計

2000kg/m。

4.1.8節能型機械豎窯配置及技術指標應符合下列規定

：

1節能型機械豎窯年運行小時數應取噸煅白燃料消

7200h，

耗不應大于

4243MJ；

2入窯礦石粒度宜為粒度比宜不大于

30mm～120mm，2∶1；

3煅白出窯時溫度不應超過

120℃；

4煙氣進入收塵裝置前溫度不應超過

180℃；

5窯體宜露天布置

；

6煙氣引風機應設置調速裝置配置時風量儲備系數可取

，專用

1.3～1.5。

4.2原料制備

4.2.1配料前應設置煅白倉硅鐵倉螢石粉倉儲量宜按儲存時

、、，

間確定煅白倉儲存時間不宜大于硅鐵倉儲存時間不宜小于

，8h，

螢石粉倉儲存時間不宜小于

12h，24h。

4.2.2配料前原料宜破碎煅白粒度不應大于硅鐵粒度

，40mm，

不應大于螢石粉粒度應小于

5mm，74μm。

4.2.3原料配料宜采用連續自動配料秤配料秤的精度應不低于

，

±0.5％。

4.2.4粉料貯倉和粉料溜槽最小溜角不宜小于

65°。

4.2.5原料破碎及落料點處應設置收塵裝置收回的粉塵應返至

人人文庫，

相應的料倉

。

4.2.6煅白從出窯到磨粉制球送入還原罐停留時間不宜超

過

10h。

4.2.7車間內的循環水應按壓力回水設計車間內生活用水應設

，

置在與生產區隔離的辦公室休息室衛生間等區域內

、、。

·9·

4.2.8連續空氣相對濕度大于或月平均空氣相對濕度

10d80％

大于的地區宜采用密閉式廠房

65％，。

4.2.9磨粉系統應符合下列規定

：

1煅白或混合料磨粉宜采用干式格子型雙室球磨機

；

2磨機運轉率可取

70％～80％；

3磨機上方應設置吊具

；

4磨機出口處應設置取樣口

；

5磨機應設置隔聲設施

。

4.2.10壓球系統應符合下列規定

：

1壓團宜采用對輥式壓球機

；

2制球壓力宜為球團密度不應小于

150MPa～200MPa，

3

1.8g/cm；

3壓球機運轉率可取專用

70％～80％；

4壓球機上方應設置檢修吊具

；

5從壓球機產出的球體料應篩分篩下料應返回到壓球機進

，

料口

。

4.3還原

4.3.1還原車間宜為敞開式廠房應滿足通風散熱的要求

，。

4.3.2廠房的耐火等級不應低于二級構件的燃燒性能和耐火極

，

限應符合現行國家標準建筑設計防火規范的有關

《》GB50016

規定

。

4.3.3車間布置時應滿足還原罐裝卸還原罐裝料出渣以及物料

、

運輸要求

人人文庫。

4.3.4還原廠房不應設置粗鎂堆存區當班產出的粗鎂應即時

，

運走

。

4.3.5還原爐設計運轉率可取

85％～95％。

4.3.6還原爐可采用氣體燃料液態燃料或電加熱但不宜采用

、，

固體燃料

。

·10·

4.3.7還原爐宜采用蓄熱式還原爐

。

4.3.8還原爐內溫度宜為

1200℃～1250℃。

4.3.9