一种利用电石显热制备铁产品的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用电石显热制备铁产品的方法。本发明专利技术利用电石显热制备铁产品的方法，包括以下步骤：(1)将含铁物料、还原剂和粘结剂混合均匀，造球，烘干，得到含碳球团；(2)将含碳球团与电石熔体接触，进行碳热还原反应，得到铁产品和电石坨；(3)将电石坨冷却后加水制备乙炔，铁产品进入电石渣；(4)将电石渣中的铁产品选出，即得。本发明专利技术利用电石显热作为铁矿物还原的热源，在提高电石生产能源利用率的同时，得到金属铁或合金产品。本发明专利技术方法操作简单，成本低廉，易于工业化生产。

Method for preparing iron product by utilizing calcium carbide sensible heat

The invention discloses a method for preparing iron products by utilizing calcium carbide sensible heat. The method using calcium carbide preparing iron products heat system, which comprises the following steps: (1) the iron containing material, reducing agent and binder mixing, pelletizing, drying, get the carbon containing pellet; (2) the carbon containing pellets in contact with melt carbide, carbon thermal reduction reaction, iron products and calcium carbide lump; (3) the cooling water preparation Tuo calcium carbide acetylene, iron products into carbide slag; (4) the carbide slag in iron products selected, i.e.. The invention utilizes the sensible heat of calcium carbide as the heat source for the reduction of the iron minerals, and improves the energy utilization rate of the calcium carbide production. The method has the advantages of simple operation, low cost and easy industrialized production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用电石显热制备铁产品的方法，属于冶金和化工领域。
技术介绍
电石是化工行业的重要原料，目前的电石生产工艺是将碳素材料和含钙材料通过电石炉上端的入口加入电石炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃～2200℃，物料反应熔融形成电石熔体，电石熔体从电石炉出料口流出，装入铸钢制作的容器中，在自然通风条件下冷却3小时左右，然后脱模成为电石产品。电石的生产过程能耗高，每吨电石综合能耗1100kg标煤，3400千瓦时电能。其中，随着电石出炉带出的显热占综合能耗的21％左右，即每生产1吨电石，有约231kg标煤热量浪费掉。中国是世界上最大的电石生产国和消费国，2015年全国电石产量超过2600万吨，在电石生产过程中，热能在产品出炉到冷却完成这个过程中被大量浪费，而中国生产企业目前对这部分热量没有有效利用，造成极大的能源浪费。中国专利申请公布号CN104006669A公开了一种电石显热收集系统，包括电石液收集储存装置，与电石液收集储存装置顶部开口相匹配的耐高温隔热板，一端与电石液收集储存装置相连、另一端连接有蒸发器的超导换热装置，位于蒸发器顶部、用于排出汽水混合物的出口，所述电石液收集储存装置的腔体由内壁和与内壁间存在空隙并构成密封结构的外壁构成，该电石液收集储存装置的内外壁空隙内布置有无缝钢管，无缝钢管内部填充有导热介质，通过上述收集系统利用电石显热。该显热利用系统需对原电石锅进行改造，配套系统较复杂，耐高温隔热板等件损耗严重，成本较高。因此，亟待开发一种新的工艺简单易操作、成本低廉的电石显热利用方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用电石显热制备铁产品的方法，该方法通过含铁矿物碳热还原反应吸收电石出料与冷却时的显热，制备金属铁及铁合金，实现电石显热的有效利用。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术首先公开了一种利用电石显热制备铁产品的方法，包括以下步骤：(1)将含铁物料、还原剂和粘结剂混合均匀，造球，烘干，得到含碳球团；(2)将含碳球团与电石熔体接触，进行碳热还原反应，得到铁产品和电石坨；(3)将电石坨冷却后加水制备乙炔，铁产品进入电石渣；(4)将电石渣中的铁产品选出，即得。其中，步骤(1)按照质量份计，含铁物料100份、还原剂18-27份、粘结剂0-11份。所述含铁物料选自：普通铁精矿、钒钛磁铁矿、高磷铁矿石、红土镍矿、铬铁矿、冶金渣、冶金粉尘或赤泥中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。所述还原剂选自焦粉、炭粉或煤粉中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。所述粘结剂选自无机粘结剂、有机粘结剂或复合粘结剂中的任意一种；所述复合粘结剂为无机粘结剂与有机粘结剂按照任意比例组成的混合物；其中所述无机粘结剂为膨润土，所述有机粘结剂为淀粉。步骤(1)所述烘干为200-300℃烘干2-3小时。所述造球为圆盘造球或对辊压球中的任意一种。步骤(2)按照千克/吨计，含碳球团：电石熔体＝0-300：1。所述将含碳球团与电石熔体接触通过以下任意一种方式实现：(a)电石熔体出料前，以铺底料的形式将含碳球团铺于电石锅底部，在电石熔体出料时，电石熔体流入电石锅与含碳球团接触；或者，(b)在电石熔体出料的同时，将含碳球团加入电石熔体中。步骤(4)所述选出采用选矿方式；其中，所述选矿方式选自磁选或重选中的任意一种。所述铁产品包括：金属铁，或者铁与其他元素的合金。本专利技术方法利用电石显热制备得到铁产品，铁品位在76％以上，铁回收率达69％以上。而相同条件下，将含铁物料、还原剂和粘结剂混合成混合料，不经造球，即与电石熔体接触，所制备铁产品的铁品位在59％以下，铁回收率51％以下。本专利技术技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术将含铁矿物、还原剂及粘结剂制备成球团加入电石熔体，有效降低了还原剂中固定碳在高温环境中的烧损。本专利技术利用电石显热作为铁矿物还原的热源，在提高电石生产能源利用率的同时，还可以得到金属铁或合金产品。本专利技术将高温电石生产和火法冶金有机结合，工艺简单、易操作，无需复杂配套设施，成本低廉，易于工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本专利技术的保护范围。实施例1将100份铁精粉(TFe含量65.0％)、27份焦粉、3份膨润土混合均匀(质量份)，采用圆盘造球机造球，将球团在200℃烘干3小时，干球水分0.8％；电石出料前，按每1吨电石熔体，将100kg干球以铺底料的形式置入电石锅底部；电石出料进入电石锅与球团接触，进行碳热还原反应。电石冷却后，破碎加水制备乙炔。电石渣通过磁选得到46.3kg金属铁产品，铁品位90.3％，铁回收率92.6％。实施例2将100份铁精粉(TFe含量65.0％)、27份焦粉、3份膨润土混合均匀(质量份)，采用圆盘造球机造球，将球团在200℃烘干3小时，干球水分0.8％；电石出料前，按每1吨电石熔体，将200kg干球以铺底料的形式置入电石锅底部；电石出料进入电石锅与球团接触，进行碳热还原反应。电石冷却后，破碎加水制备乙炔。电石渣通过磁选得到85.3kg金属铁产品，铁品位86.1％，铁回收率85.3％。实施例3将100份铁精粉(TFe含量65.0％)、27份焦粉、3份膨润土混合均匀(质量份)，采用圆盘造球机造球，将球团在200℃烘干3小时，干球水分0.8％；电石出料前，按每1吨电石熔体，将300kg干球以铺底料的形式置入电石锅底部；电石出料进入电石锅与球团接触，进行碳热还原反应。电石冷却后，破碎加水制备乙炔。电石渣通过磁选得到104.4kg金属铁产品，铁品位76.3％，铁回收率69.6％。实施例4将100份红土镍矿(TFe为16％，TNi为1.70％)、20份焦粉混合均匀(质量份)，采用对辊压球机压球，将球团在300℃烘干2小时，干球水分1.3％；电石出料前，按每1吨电石熔体，将150kg干球以铺底料的形式置入电石锅底部；电石出料进入电石锅与球团接触，进行碳热还原反应。电石冷却后，破碎加水制备乙炔。电石渣通过磁选得到15.68kg镍铁，铁回收率69.67％，镍回收率88.08％。实施例5将100份冶金粉尘(TFe为37.8％)、18份焦粉、2份膨润土、8份淀粉溶液混合均匀(质量份)，采用圆盘造球机造球，将球团在250℃烘干3小时，干球水分0.6％；电石出料时，按每1吨电石熔体，将80kg干球抛入电石锅中，进行碳热还原反应。电石冷却后，破碎加水制备乙炔。电石渣通过磁选得到金属铁22.8kg，铁品位89.1％，铁回收率90.48％。对比例1将100份铁精粉(TFe含量65.0％)、27份焦粉、3份膨润土混合均匀(质量份)，按每1吨电石熔体，将100kg上述混合料以铺底料的形式置入电石锅底部；电石出料进入电石锅与混合料接触，进行碳热还原反应。电石冷却后，破碎加水制备乙炔。电石渣通过磁选得到25.7kg金属铁，铁品位59.7％，铁回收率51.4％。对比例2将100份红土镍矿(TFe为16％，T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电石显热制备铁产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含铁物料、还原剂和粘结剂混合均匀，造球，烘干，得到含碳球团；(2)将含碳球团与电石熔体接触，进行碳热还原反应，得到铁产品和电石坨；(3)将电石坨冷却后加水制备乙炔，铁产品进入电石渣；(4)将电石渣中的铁产品选出，即得。

【技术特征摘要】
1.一种利用电石显热制备铁产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含铁物料、还原剂和粘结剂混合均匀，造球，烘干，得到含碳球团；(2)将含碳球团与电石熔体接触，进行碳热还原反应，得到铁产品和电石坨；(3)将电石坨冷却后加水制备乙炔，铁产品进入电石渣；(4)将电石渣中的铁产品选出，即得。2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)按照质量份计，含铁物料100份、还原剂18-27份、粘结剂0-11份。3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铁物料选自：普通铁精矿、钒钛磁铁矿、高磷铁矿石、红土镍矿、铬铁矿、冶金渣、冶金粉尘或赤泥中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述还原剂选自焦粉、炭粉或煤粉中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述粘结剂选自无机粘结剂、有机粘结剂或复合粘结剂中的任意一种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫方兴，任中山，徐刚，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32