本发明属于镁冶炼技术领域，特别是涉及一种镁冶炼分段式结晶装置。
背景技术：
传统的硅热法镁冶炼工艺过程中，一般在结晶筒的结晶段设置水套，镁蒸汽在结晶段的内壁凝成结晶镁。在镁还原原料内，同时存在着除镁以外的铁、镍、铜、钾、纳等各种金属杂质，这些影响镁纯度的金属杂质在还原反应过程中与镁一并被还原出来凝在结晶段的内壁上；传统的处理方法是对含有金属杂质的结晶镁进行重熔、精炼，去除结晶镁中的金属杂质，并再次结晶，使镁达到商品镁的质量标准，该二次提纯及结晶会添加一些精炼熔剂，会增加生产成本，同时也造成资环境污染。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种镁冶炼分段式结晶装置，实现了镁和其它金属杂质的分离收集，为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种镁冶炼分段式结晶装置，包括反应罐，在反应罐顶部同轴安装有结晶筒，沿周向环绕结晶筒同轴设有冷却水套，在冷却水套的底部设有进水管，在冷却水套的顶部设有出水管，所述冷却水套的内径大于结晶筒的外径，所述结晶筒自上而下由上结晶筒中结晶筒和下结晶筒组成，所述上结晶筒、中结晶筒和下结晶筒相连通；上结晶筒和下结晶筒的高度均小于中结晶筒的高度，上结晶筒和下结晶筒与冷却水套之间的热辐射面积均小于中结晶筒与冷却水套之间的热辐射面积。
优选的，所述冷却水套的底部位于下结晶筒的中上部。
优选的，所述上结晶筒和中结晶筒之间、中结晶筒和下结晶筒之间均为可拆卸固定连接。
优选的，所述冷却水套自上而下由上冷却水套、中冷却水套和下冷却水套组成，上冷却水套的位置与上结晶筒的位置相对应，中冷却水套的位置与中结晶筒的位置相对应，下冷却水套的位置与下结晶筒的位置相对应；且上冷却水套的高度与上结晶筒的高度相对应，中冷却水套的高度与中结晶筒的高度相对应，下冷却水套的高度与下结晶筒的高度相对应，在上冷却水套、中冷却水套和下冷却水套上均设有进水管和出水管。
优选的，在上结晶筒和中结晶筒连接处、中结晶筒和下结晶筒连接处均设有隔热垫圈。
本发明所具有的有益效果为：通过上结晶筒、中结晶筒和下结晶筒的设置，以及上结晶筒、中结晶筒和下结晶筒与冷却水套之间不同热辐射面积的设置，实现了上结晶筒、中结晶筒和下结晶筒内不同的结晶温度从而将铁、镍、铜、钾、纳等各种金属杂质与镁分别结晶出来，其中铁、镍、铜结晶在下结晶筒内壁上，镁结晶在中结晶筒内壁上，钾、纳结晶在上结晶筒内壁上；从而大大提高了镁的纯度，解决了原来二次提纯会增加生产成本，同时也造成资环境污染的问题。
进一步，将冷却水套设置为上冷却水套和下冷却水套，从而可以单独通过控制上冷却水套和下冷却水套内冷却水的温度和流量分别更有针对性地控制上结晶筒和下结晶筒内的温度，进一步提高了结晶镁的纯度。
附图说明
图1为实施例1中本发明的结构示意图；
图2为实施例2中本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
实施例1：
如图1所示，本发明包括反应罐1，在反应罐1顶部同轴安装有结晶筒，沿周向环绕结晶筒同轴设有冷却水套4，在冷却水套4的底部设有进水管10，在冷却水套4的顶部设有出水管9，所述冷却水套的内径大于结晶筒的外径，所述结晶筒自上而下由上结晶筒7、中结晶筒5和下结晶筒3组成，所述上结晶筒7、中结晶筒5和下结晶筒3相连通，上结晶筒7和中结晶筒5之间、中结晶筒5和下结晶筒3之间均为可拆卸固定连接；上结晶筒7和下结晶筒3的高度均小于中结晶筒5的高度，上结晶筒7和下结晶筒3与冷却水套之间的热辐射面积均小于中结晶筒5与冷却水套之间的热辐射面积。
所述冷却水套4的底部位于下结晶筒3的中上部，从而减小下结晶筒3与冷却水套4之间的热辐射面积，以增大下结晶筒3内的结晶温度。
本发明在使用时，反应罐1内球状原料2还原产出的镁蒸汽上升首先进入下结晶筒3内，由于下结晶筒3与冷却水套4之间的热辐射面积较小，下结晶筒3内温度较高从而在下结晶筒3内首先结晶出结晶温度比镁高的铁、镍、铜金属杂质11；中结晶筒5与冷却水套之间的热辐射面积最大，在中结晶筒5内的温度为镁结晶时的温度，从而在中结晶筒5内壁凝成结晶镁6，上结晶筒7内的温度最低为钾、纳结晶时的温度，从而在上结晶筒7内壁凝成钾、纳8。结晶结束后，分别取下上结晶筒7、中结晶筒5和下结晶筒3，并对对结晶出的镁6，铁、镍、铜金属杂质11，钾、纳8分别处理，从而大大提高了镁的纯度。通过调整上结晶筒7、中结晶筒5和下结晶筒3与冷却水套4之间的热辐射面积、冷却水的温度和流量，控制中结晶筒5内的温度在300℃~600℃范围内，下结晶筒3内的温度在600℃~1000℃范围内，以达到在上结晶筒5内壁结晶出镁，在下结晶筒3内壁结晶出铁、镍、铜、金属杂质11，在上结晶筒7内结晶出钾、纳8的目的。
进一步，还可以在上结晶筒7和中结晶筒5连接处、中结晶筒5和下结晶筒3连接处均设有隔热垫圈以减少其之间的热量传递。
实施例2:如图2所示，与实施例1对比区别在于，所述冷却水套自上而下由上冷却水套12、中冷却水套13和下冷却水套14组成，上冷却水套12的位置与上结晶筒7的位置相对应，中冷却水套13的位置与中结晶筒5的位置相对应，下冷却水套14的位置与下结晶筒3的位置相对应；且上冷却水套12的高度与上结晶筒7的高度相对应，中冷却水套13的高度与中结晶筒5的高度相对应，下冷却水套14的高度与下结晶筒3的高度相对应，在上冷却水套12、中冷却水套13和下冷却水套14上均设有进水管和出水管。
这样可以单独通过控制上冷却水套12、中冷却水套13和下冷却水套14内冷却水的温度和流量分别更有针对性地控制上结晶筒7、中结晶筒5和下结晶筒3的温度，进一步提高了结晶镁5的纯度。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。