本發(fā)明涉及有色冶金行業(yè)的金屬鎂冶煉領域，尤其是涉及一種利用聚集太陽光或激光加熱實現(xiàn)半連續(xù)煉鎂工藝的還原裝置及方法。

背景技術：
鎂的生產方法主要有熱還原法與電解法兩類，目前，世界鎂產量的80％由熱還原法中的“皮江法”生產。然而，現(xiàn)行的“皮江法”煉鎂工藝存在許多缺陷，主要體現(xiàn)在:(1)反應速率慢，典型的工藝過程中還原反應周期長達10-12小時，效率低下；(2)采用火焰外部加熱，熱量由反應器外部逐漸傳導到內部，周期長，熱能損失大，熱能利用率低，專業(yè)分析認為典型工藝的熱能利用率只有20％左右；(3)橫罐一般采用含有鎳、鉻的昂貴的耐熱鋼，消耗很快，成本高；(4)排放含有二氧化硫等有害氣體的煙塵，嚴重污染環(huán)境，勞動環(huán)境惡劣，對周圍生態(tài)環(huán)境負面影響大。如CN1952191A、CN201942729U、CN101307389A等專利技術，針對皮江法煉鎂工藝的上述不足提出了改進的方法，主要是變火焰加熱為清潔能源的電能加熱，具體熱源有電阻片加熱、爐料電阻加熱、感應加熱等，再一個改進就是變外部加熱為內部加熱，雖然使用清潔的二次能源電能和改進熱量傳遞方式，但生產成本較高。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是一種真空半連續(xù)煉鎂還原裝置及方法，在真空條件下，聚集太陽光或激光經過透鏡直接照射反應物的表面并發(fā)生還原反應生成金屬鎂粉，而且還原過程不產生污染環(huán)境的有害氣體和物質，最終降低金屬鎂粉的生產成本，實現(xiàn)鎂冶煉行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種真空半連續(xù)煉鎂還原裝置，其特征在于，包括反應裝置、金屬鎂收集器、排渣裝置、送料裝置及凈化真空裝置，具體為：所述反應裝置包括密閉外殼，密閉外殼的內部設有載物臺，與載物臺正對的密閉外殼的頂部設有入射窗，入射窗上安裝透鏡，入射窗的上方設有太陽光聚光系統(tǒng)或激光發(fā)生系統(tǒng)，密閉外殼上安裝有真空表；載物臺上設有反應器，反應器為上方開口的活塞結構，其筒壁固定在載物臺上，活塞連接在位于其下方升降裝置的升降支桿上；反應器旁設有一個通過控制裝置控制其往復運動的刮渣板。所述金屬鎂收集器包括冷卻器，其上部設有鎂蒸氣入口和排氣口，鎂蒸氣入口通過鎂蒸氣導管與反應裝置相連通，冷卻器內的上部設有氣流擋板并將鎂蒸氣入口和排氣口隔開，冷卻器的底部設有金屬鎂出口，出口上安裝有可拆式收集器；冷卻器外殼為夾層水冷結構通過進水口和出水口及閥門控制。所述排渣裝置包括密封箱，密封箱的上下分別設有由閥門控制的入渣口和出渣口，入渣口經密閉外殼底部與反應裝置相連通。所述送料裝置包括料倉，料倉出口與導料管的一端連接并由閥門控制，導料管另一端穿過反應裝置的密閉外殼并指向反應器的開口。所述凈化真空裝置包括凈化器和真空泵，凈化器的入口經管道與金屬鎂收集器的排氣口相連，凈化器的出口經管道與真空泵相連，每段管道上都設有控制閥。進一步的太陽光聚光系統(tǒng)聚集太陽光為一次聚集太陽光、或二次聚集太陽光中的一種；激光發(fā)生系統(tǒng)發(fā)生的激光為太陽光轉化的激光、CO2激光、光纖激光中的一種。進一步的金屬鎂收集器氣流擋板與水平面的夾角α為45～90°之間；金屬鎂收集器的底部為錐形，金屬鎂出口位于錐形的末端。一種真空半連續(xù)煉鎂還原方法，具體操作過程如下：反應器的活塞在升降裝置的作用下回到反應器的底部，將含氧化鎂和還原劑的球團由料倉通過控制閥門經過導料管進入到反應器中；打開真空控制閥通過真空泵和真空表把整個系統(tǒng)抽真空，太陽光聚集系統(tǒng)或激光發(fā)生系統(tǒng)發(fā)出太陽光或激光并照射到反應器內球團上，光束在球團表面移動；還原產生的蒸氣通過鎂蒸氣導管進入金屬鎂收集器中，鎂蒸氣通過冷卻器夾層水冷的方式冷凝成金屬鎂顆粒并落在可拆式收集盒內；反應器內表面球團反應完全后，活塞在升降裝置的作用下把反應后的球團推出筒壁的上沿，然后通過控制裝置控制的刮渣板把反應渣球刮下落到反應裝置底部，之后活塞在升降裝置的作用下恢復到原位，上料裝置同時進行裝料；渣球通過由閥門控制的入渣口進入到密封箱。進一步的真空度范圍為10～2000Pa。進一步的聚集太陽光或激光提供熱源方式為直接照射，光斑直徑為2～20mm，功率為300～4000W，光束為一束或多束。進一步的聚集太陽光或激光光速移動方式為由內向外螺旋、由外向內螺旋或“弓”字形中的一種，光束移動速率為0.1～10mm/s。進一步的反應器內球團的厚度范圍為10～40mm。本發(fā)明有以下特點和有益效果：利用無污染的一次能源聚集的太陽光或激光經過透鏡直接照射到反應物的表面并提供持續(xù)廉價熱源，提高了熱量利用效率，縮短了冶煉周期，生產了高純金屬鎂粉，降低了...