利用熔体余热进行碳热还原的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用熔体余热进行碳热还原的方法，包括：(1)将碳素原料和矿物原料混合成型后进行还原反应，以便得到高温熔体；(2)将碳素原料粉料和矿物原料粉料混合，以便得到混合粉料；以及(3)将所述混合粉料与所述高温熔体进行接触，以便使得所述混合粉料利用所述高温熔体的余热发生还原反应，以便得到还原产物。该方法可以使得还原反应得到的产物余热得以充分利用，并且解决粉料无法利用的难题，从而在降低能耗的同时实现资源的最大化利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金与化工领域，具体而言，本专利技术涉及一种。
技术介绍
在冶金和化工领域，从现有工业成熟或不成熟生产工艺来看，众多半成品或最终产品的获得基本均需要经过高温的还原过程。在经历一定时间的高温还原过程后，半成品或最终产品往往以液态熔体形式进行出料，进入盛装容器或者模具后，缓慢冷却形成一定的形状。液态产品的温度大多在1000°c以上甚至2000°C以上，自身携带大量的物理热，然而在冷却过程中这些热量并没有得到有效利用，造成了能源的白白浪费。假定这些大量余热得到利用，则折算回去相当于省却相当可观的化学燃料和还原剂，即可达到了节能降耗的目的，也能降低生产成本。此外，在当前冶金和化工实际生产过程中，由于还原反应的发生，会生产大量的CO或(?气体，考虑到大量产物气体的逸出，同时为保证炉况顺行和生产安全，均采用具有一定强度的块状物料保持透气性，导致无法利用矿物原料和还原剂的粉料，这不仅造成资源的浪费，也带了粉尘污染，无形中也提升了生产成本。 在国家越来越注重可持续发展、环境保护和绿色制造的大环境里，在日益激烈的社会竞争条件下，为了促进冶金和化工企业的健康发展，能耗高、成本高及粉料无法利用的问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种，该方法可以使得还原反应得到的产物余热得以充分利用，并且解决粉料无法利用的难题，从而在降低能耗的同时实现资源的最大化利用。 在本专利技术的一个方面，本专利技术公开了一种，包括: (I)将碳素原料和矿物原料混合成型后进行还原反应，以便得到高温熔体； (2)将碳素原料粉料和矿物原料粉料混合，以便得到混合粉料；以及 (3)将所述混合粉料与所述高温熔体进行接触，以便使得所述混合粉料利用所述高温熔体的余热发生还原反应，以便得到还原产物。 根据本专利技术实施例的通过将碳素原料和矿物原料发生还原反应得到高温熔体余热用于碳素原料粉料和矿物原料粉料的还原反应，可以实现能源的充分利用，从而显著降低能耗，同时采用高温熔体与混合粉料接触的方式使得混合粉料发生还原反应，可以解决以往粉料无法直接使用的难题，从而拓宽了原料来源，并且实现了资源的最大化利用，另外，较传统工艺将粉料造球后再进行反应相比，本专利技术可以直接将粉料进行使用，进而节省了造球成本，从而显著降低生产成本。 另外，根据本专利技术上述实施例的还可以具有如下附加的技术特征: 在本专利技术的一些实施例中，所述高温熔体的温度为1000?2800摄氏度。由此，可以利用其余热为混合粉料的还原反应供给热量。 在本专利技术的一些实施例中，步骤(I)中所述碳素原料和矿物原料与步骤(2)中所述碳素原料粉料和矿物原料粉料混合比例相同。由此，可以保证还原反应的顺利进行。 在本专利技术的一些实施例中，所述碳素原料粉料和所述矿物原料粉料的平均粒径分别独立地为5微米?3毫米。由此，可以显著提高还原反应效率。 在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述混合粉料与所述高温熔体进行接触采用以下任意一种方式进行:a、将所述混合粉料铺于容器底部，然后向底部铺有所述混合粉料的容器内加入所述高温熔体，以便使得所述混合粉料利用所述高温熔体的余热发生还原反应；或13、采用喷吹方式使得所述混合粉料与所述高温熔体进行接触。由此，可以显著提高产品产量。 在本专利技术的一些实施例中，a方式中，所述混合粉料的质量为所述高温熔体质量的I?20%。由此,可以实现余热的最大化利用。 在本专利技术的一些实施例中，b方式中，所述混合粉料的质量为所述高温熔体的质量的I?50%。由此，可以使得混合粉料充分利用高温熔体到凝固时所携带的热量，从而避免能耗的浪费。 本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。 【附图说明】 图1是根据本专利技术一个实施例的流程示意图。 【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。 在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种用熔体余热进行碳热还原的方法。下面参考图1对本专利技术实施例的用熔体余热进行碳热还原的方法进行详细描述。根据本专利技术的实施例，该方法包括: SlOO:将碳素原料和矿物原料混合成型后进行还原反应 根据本专利技术的实施例，将碳素原料和矿物原料混合成型后进行还原反应，从而可以得到高温熔体。 根据本专利技术的实施例，高温熔体的温度可以为1000?2800摄氏度。由此，可以将高温熔体的余热用于后续混合粉料的还原反应。 根据本专利技术的实施例碳素原料可以为选自焦炭、兰炭和无烟煤中的至少一种，矿物原料可以为铁精矿、钒钛磁铁矿、红土镍矿、铬铁矿、冶金渣、冶金粉尘、高磷铁矿、赤泥或石灰。由此，可以制备得到高温液态的电石或铁水。 S200:将碳素原料粉料和矿物原料粉料混合 根据本专利技术的实施例，将碳素原料粉料和矿物原料粉料混合，从而可以得到混合粉料。由此，可以使得两种粉料充分接触。 根据本专利技术的实施例，碳素原料粉料和矿物原料粉料的粒径并不受特别限制，根据本专利技术的具体实施例，碳素原料粉料和矿物原料粉料的平均粒径可以分别独立地为5微米?3毫米。由此，可以显著提高原料的利用率。 根据本专利技术的实施例，碳素原料粉料和矿物原料粉料混合比例与步骤SlOO中碳素原料和矿物原料混合比例相同。由此，可以保证产品质量。 S300:将混合粉料与高温熔体进行接触 根据本专利技术的实施例，将混合粉料与高温熔体进行接触，以便使得混合粉料利用高温熔体的余热发生还原反应，从而可以得到还原产物。专利技术人发现，通过将碳素原料和矿物原料发生还原反应得到高温熔体余热用于碳素原料粉料和矿物原料粉料的还原反应，可以实现能源的充分利用，从而显著降低能耗，同时采用高温熔体与混合粉料接触的方式使得混合粉料发生还原反应，可以解决以往粉料无法直接使用的难题，从而拓宽了原料来源，并且实现了资源的最大化利用，另外，较传统工艺将粉料造球后再进行反应相比，本专利技术可以直接将粉料进行使用，进而节省了造球成本，从而显著降低生产成本。 根据本专利技术的实施例，混合粉料与高温熔体进行接触可以采用以下任意一种方式进行:例如可以采用a方式:首先将混合粉料铺于容器底部，然后向底部铺有混合粉料的容器内加入高温熔体，以便使得混合粉料利用高温熔体的余热发生还原反应。根据本专利技术的具体实施例，混合粉料的质量可以为高温熔体质量的I?20%。专利技术人发现，若混合粉料质量过多会产生大量气体造成液体喷溅，并且使得混合粉料还原反应不充分，而若混合粉料质量过低，使得高温熔体所携带的余热不能充分利用，从而造成能源的浪费，由此选择混合粉料的质量为高温熔体质量的I?20%，不仅可以避免液体的喷溅，又能使得高温熔体的余热得以充分利用。 例如也可以采用b方式:可以采用喷吹方式使得混合粉料与高温熔体进行接触。具体的，可以在高温熔体出料过程中，采用气体输送装置通过控制流速向高温熔体喷入一定质量的混合粉料，载气可以为氩气或氮气，并且可以采用边排出熔体边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用熔体余热进行碳热还原的方法，其特征在于，包括：(1)将碳素原料和矿物原料混合成型后进行还原反应，以便得到高温熔体；(2)将碳素原料粉料和矿物原料粉料混合，以便得到混合粉料；以及(3)将所述混合粉料与所述高温熔体进行接触，以便使得所述混合粉料利用所述高温熔体的余热发生还原反应，以便得到还原产物。

【技术特征摘要】
1.一种利用熔体余热进行碳热还原的方法，其特征在于，包括: (1)将碳素原料和矿物原料混合成型后进行还原反应，以便得到高温熔体； (2)将碳素原料粉料和矿物原料粉料混合，以便得到混合粉料；以及 (3)将所述混合粉料与所述高温熔体进行接触，以便使得所述混合粉料利用所述高温熔体的余热发生还原反应，以便得到还原产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温熔体的温度为1000?2800摄氏度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)中所述碳素原料和矿物原料与步骤(2)中所述碳素原料粉料和矿物原料粉料混合比例相同。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳素原...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，任中山，薛逊，曹志成，
申请(专利权)人：北京华福神雾工业炉有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11