一种微波铝热还原金属铬的方法技术

本发明专利技术涉及一种微波铝热还原金属铬的方法，属于微波冶金技术领域。首先将氧化铬粉、铝粉、氯酸钾粉、氧化钙粉混合均匀后得到混合物料；将得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1200℃～1250℃，当温度在1200～1250℃范围趋于平稳后保温30～40min，然后继续升温至温度为1300℃～1450℃时，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，最终使渣金属液分离，此时将金属液出料，金属液浇铸后即能获得块状的金属铬。采用微波铝热还原法冶炼金属铬，渣金分离、金属相聚集析出的过程在1300℃升温至1450℃的过程中即可实现，低于传统的冶炼温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于微波冶金
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技术介绍
铬铁矿一直以来是我国的短缺矿种，需要大量进口。铬铁矿主要用于生产铬铁合金和金属铬。金属铬主要用于生产高温合金、电热合金、精密合金等。其合金用于航空、宇航、电器仪表等工业部门，另外，在铸铁生产中也应用广泛。 公知的金属铬生产工艺，主要是采用电解法、金属铬熔炼炉法等冶炼技术。随着对能源利用的日趋重视，开发节能型金属铬的生产工艺，已经是不可阻挡的趋势。微波作为一种新型的加热能源，其显著优点是可以实现对粉状物料的快速选择性加热，避免传统加热方式带来的粉状物料传质传热不均匀的现象。随着对微波铝热还原法生产金属铬技术的不断完善和优化，其潜力将难以估计。 专利申请号为“2012104266768”公开了，将三氧化二铬粉料、铝粉和氯酸钠混合，得混合料，将混合料按照前期料和后期料分两批投料，采用炉外法进行冶炼，将前期料投入冶炼炉中，冶炼，倒渣；将后期料和钙质脱氧剂加入冶炼炉中，冶炼，倒渣，得低氧高纯金属铬，其优点:操作过程简单，生产成本低，脱氧过程与冶炼金属铬同时进行，无需额外提供能源，节能环保；CaO与A1203、S12, Cr2O3可以生成低熔点的复合氧化物，有利于脱除熔融液相金属铬中的化合氧；金属钙气化过程有助于传质，生成的Ca0.Al2O3上浮到金属液上部的熔渣中，不引入其它杂质，并使氧含量降低到0.01%? 0.03%，提高了金属铬的品质。但是上述公开的专利中冶炼温度为2200°C?2500°C，依然存在冶炼温度过高，能耗消耗大等缺点。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供。本方法采用微波还原制备金属铬，在能耗方面比传统的生产工艺更加高效节能，本专利技术通过以下技术方案实现。 ，其具体步骤如下:(1)首先将氧化铬粉、铝粉、氯酸钾粉、氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化铬粉占混合物料质量的63%?69%，铝粉占混合物料质量的20%?25%，氯酸钾粉占混合物料质量的3%?6%，氧化钙粉占混合物料质量的8%?10% ；(2)将步骤(I)得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1200°C?1250°C，当温度在1200?1250°C范围趋于平稳后保温30?40min，然后继续升温至温度为1300°C?1450°C时，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，最终使渣金属液分离，此时将金属液出料，金属液浇铸后即能获得块状的金属铬。 所述微波加热微波功率为1500W，频率为2.45GHz。 上述金属铬成分达到标号JCr98.5_A的金属铬成分要求，其主要成分为:Cr = 98.5wt.%，Fe = 0.45wt.%，Si = 0.35wt.%，Al = 0.50wt.%。 微波作为一种绿色高效的加热方法，利用其对物料的选择性加热的优势，同时由于微波加热速度快，反应均匀，从而降低了反应温度，极大的降低了金属的烧损；在能耗方面比传统的生产工艺更加高效节能。并且本专利技术相对于传统电炉冶炼技术，采用微波加热物料，避免了电解法、金属铬熔炼炉法冶炼能耗高，金属收得率较低的缺点，此技术也为微碳铬铁的生产提供了前景。 微波铝热还原法冶炼金属铬的主要反应如下: 2Cr203+3Al — 4Cr+3Si02 Δ H0298k= — 539.445kJ(I) Fe203+2A1 — 2Fe+Al203 Δ H0298k= — 860.16kJ(2) KC103+2A1 — A1203+KC1 Δ H0298k= — -1719.7kJ(3)本专利技术的有益效果是:(1)采用微波铝热还原法冶炼金属铬，渣金分离、金属相聚集析出的过程在1300°C升温至1450°C的过程中即可实现，低于传统的冶炼温度；微波加热速度快，反应均匀，从而降低了反应温度，极大的降低了金属的烧损；在能耗方面比传统的生产工艺更加高效节能；还原温度低，有害气体排放少，有利于节能、环保；(2)微波加热具有不接触的特性，避免了引入其它杂质对金属铬的影响，尤其是避免了电解法生产金属铬过程中电解液的配加所带入新的杂质的影响。此为更加优质的金属铬生产提供了前景。 【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】，对本专利技术作进一步说明。 实施例1该微波铝热还原金属铬的方法，其具体步骤如下:(1)首先将73.5g氧化铬粉、25.8g铝粉、6.5g氯酸钾粉、10.3g氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化铬粉占混合物料质量的63%，铝粉占混合物料质量的22%，氯酸钾粉占混合物料质量的6%,氧化I丐粉占混合物料质量的9% ；(2)将步骤(I)得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1230°C，当温度在1230°C范围趋于平稳后保温40min，然后继续升温至温度为1445°C时，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，最终使渣金属液分离，此时将金属液出料，金属液浇铸后即能获得块状的金属铬，其中微波加热微波功率为1500W，频率为2.45GHz。 上述金属铬成分达到标号JCr98.5_A的金属铬成分要求，其主要成分为:Cr98.77wt.%，Fe0.21wt.%，S1.25wt.%，A10.43wt.%。 实施例2该微波铝热还原金属铬的方法，其具体步骤如下:(1)首先将84.0g氧化铬粉、24.0g铝粉、4.0g氯酸钾粉、10.0g氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化铬粉占混合物料质量的69%，铝粉占混合物料质量的20%,氯酸钾粉占混合物料质量的3%,氧化I丐粉占混合物料质量的8% ；(2)将步骤(I)得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1200°C，当温度在1200°C范围趋于平稳后保温30min，然后继续升温至温度为1300°C时，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，最终使渣金属液分离，此时将金属液出料，金属液浇铸后即能获得块状的金属铬，其中微波加热微波功率为1500W，频率为2.45GHz。 上述金属铬成分达到标号JCr98.5_A的金属铬成分要求，其主要成分为:Cr = 98.83wt.%, Fe0.30wt.%, S1.20wt.%, A10.37wt.%。 实施例3该微波铝热还原金属铬的方法，其具体步骤如下:(1)首先96.0g氧化铬粉、40.0g铝粉、8.0g氯酸钾粉、16.0g氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化铬粉占混合物料质量的60%，铝粉占混合物料质量的25%，氯酸钾粉占混合物料质量的5%，氧化钙粉占混合物料质量的10% ；(2)将步骤(I)得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1250°C，当温度在1250°C范围趋于平稳后保温35min，然后继续升温至温度为1450°C时，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，最终使渣金属液分离，此时将金属液出料，金属液浇铸后即能获得块状的金属铬，其中微波加热微波功率为1500W，频率为2.45GHz。 上述金属铬成分达到标号JCr98.5_A的金属铬成分要求，其主要成分为:Cr = 98.27wt.%，Fe0.31wt.%，S1.33wt.%，A10.36wt.%。 实施例4该微波铝热还原金属铬的方法，其具体步骤如下:(O首先将110.0g氧化铬粉、35.0g铝粉、8.0g氯酸钾粉、13.0g氧化钙粉混合均匀后得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波铝热还原金属铬的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）首先将氧化铬粉、铝粉、氯酸钾粉、氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化铬粉占混合物料质量的63%～69%，铝粉占混合物料质量的20%～25%，氯酸钾粉占混合物料质量的3%～6%，氧化钙粉占混合物料质量的8%～10%；（2）将步骤（1）得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1200℃～1250℃，当温度在1200～1250℃范围趋于平稳后保温30～40min，然后继续升温至温度为1300℃～1450℃时，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，最终使渣金属液分离，此时将金属液出料，金属液浇铸后即能获得块状的金属铬。

【技术特征摘要】
1.一种微波铝热还原金属铬的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)首先将氧化铬粉、铝粉、氯酸钾粉、氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化铬粉占混合物料质量的63%?69%，铝粉占混合物料质量的20%?25%，氯酸钾粉占混合物料质量的3%?6%，氧化钙粉占混合物料质量的8%?10% ； (2)将步骤(I)得到的混合物料进行微波加热，升温至温度为1200...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红波，吴奎霖，李磊，彭金辉，杨坤，贾景岩，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53