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。本发明专利技术将氧化铬粉、铝粉、硝石粉、氧化钙粉混合均匀得到混合物料，反应原料由顶部进料口进入微波反应炉内，在反应炉内的微波场的作用下，迅速干燥并升温，反应原料在炉内升温至1900~2100℃，保温10~40min，充分反应完成后，熔融金属铬沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液从炉底的出料口流出，浇铸后即可得到金属铬。本发明专利技术方法采用微波铝热还原金属铬，渣金分离、金属相聚集析出的过程在1100~1200℃的保温过程中实现，冶炼温度低，可大幅降低其冶炼能耗。

A microwave method for reduction of chromium metal by aluminum reduction

The invention relates to a method for microwave reduction of chromium by aluminium, which belongs to the field of microwave metallurgy. In the invention, chrome oxide powder, aluminum powder, saltpetre powder, calcium oxide powder mixed evenly mixed materials, raw materials from the top of the inlet into the microwave reaction furnace in the reaction furnace under the action of microwave field, fast drying and heating, raw material in the furnace is heated to 1900~2100 DEG C insulation 10~40min, fully after the completion of the reaction, the molten metal deposition of chromium slag, liquid floating on top of the outflow of liquid metal at the bottom of the discharge from the bottom of the mouth, can be obtained after chromium metal casting. The method of the invention adopts microwave aluminum reduction of metal chromium, slag and gold separation, metal gathering and precipitation process in the process of 1100~1200 temperature insulation, smelting temperature is low, can greatly reduce the smelting energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种微波铝热还原金属铬的方法
本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

技术介绍
铬作为一种重要的战略资源，由于其具有硬度高、耐磨性好、耐高温和抗腐蚀等优良特性，在冶金工业、耐火材料和化学工业中得到了广泛的应用。金属铬作为铬铁矿的还原产物，用作生产镍基和钴基高温合金、铝合金、钛合金以及耐蚀合金等的合金剂，部分用来生产不锈钢和耐热钢。这些材料广泛用于航空、航天、核反应堆、汽车、造船、化工和军工等行业。目前工业上金属铬的生产工艺，主要是采用电解法和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。专利申请号为“2012104266768”公开了一种微波铝热还原金属铬的方法，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，但是其冶炼温度为2200~2500℃，依然存在冶炼温度过高，能耗消耗大等缺点。专利申请号为“2014105285553”公开了一种微波铝热还原金属铬的方法，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。但是上述公开的专利中冶炼温度需要二次升温且氯酸钾粉价格较高难获取。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在问题和不足，提供一种微波铝热还原金属铬的方法，本方法采用微波铝热冶炼金属铬，针对传统的加热方式，环境友好且能耗降低；采用硝石作为发热剂，可以降低冶炼温度，本专利技术通过以下技术方案实现。一种微波铝热还原金属铬的方法，具体步骤如下：（1）将氧化铬粉、铝粉、硝石粉、氧化钙粉混合均匀得到混合物料，其中，以质量百分数计，混合物料中氧化铬粉占64~68%，铝粉占19~24%、硝石粉占3~5%、氧化钙粉占6~9%；（2）将步骤（1）所得混合物料进行微波加热，升温至温度为1100~1200℃，当温度在1100~1200℃范围趋于平稳后进行保温10~40min，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液出料，金属液浇铸即得金属铬；所述步骤（2）中微波加热的微波功率为1~10kW，频率为2.45GHz；上述金属铬成分达到标号JCr99-B的金属铬成分要求，其主要成分为：Cr≥99.0wt%，Fe≤0.40wt%，Si≤0.30wt%，Al≤0.30wt%。微波铝热冶炼金属铬的主要反应如下：Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O36NaNO3+10Al=5Al2O3+2Na2O+3N22CaO+Al2O3=2CaO·Al2O3本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术方法工艺简单、流程短；采用微波作为加热方式，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；（2）本专利技术采用硝石粉作为发热剂，硝石粉与铝粉反应时放出的热量大，为氧化铬的还原反应提供了一部分热量，也降低了冶炼温度，节约能源；并且硝石粉价格低廉、原料易得，其发热效果更优；（3）本专利技术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1100~1200℃的保温过程中实现，低于传统的冶炼温度并且也避免了二次加热，有利于节能。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详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1：一种微波铝热还原金属铬的方法，具体步骤如下：（1）将670kg氧化铬粉、190kg铝粉、50kg硝石粉、90kg氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化钙粉占混合物料质量的67%，铝粉占混合物料质量的19%，硝石粉占混合物料质量的5%，氧化钙粉占混合物料质量的9%；（2）将步骤（1）所得混合物料反应原料由顶部进料口加入到微波反应炉内，其中微波加热功率为1kW，频率为2.45GHz，在反应炉内的微波场的作用下，迅速干燥并升温，反应原料在炉内升温至1100℃，当温度在1100℃平稳后保温40min，熔融金属铬沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液从炉底的出料口流出，浇铸后即可得到金属铬。上述金属铬成分达到标号JCr98.5-B的金属铬成分要求，其主要成分为：以重量百分数计，Cr99.07%，Fe0.21%，Si0.041%，Al0.043%。实施例2：一种微波铝热还原金属铬的方法，具体步骤如下：（1）将660kg氧化铬粉、230kg铝粉、40kg硝石粉、70kg氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化钙粉占混合物料质量的66%，铝粉占混合物料质量的23%，硝石粉占混合物料质量的4%，氧化钙粉占混合物料质量的7%；（2）将步骤（1）所得混合物料反应原料由顶部进料口加入到微波反应炉内，其中微波加热功率为4kW，频率为2.45GHz，在反应炉内的微波场的作用下，迅速干燥并升温，反应原料在炉内升温至1120℃，当温度在1120℃平稳后保温30min，熔融金属铬沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液从炉底的出料口流出，浇铸后即可得到金属铬；本实施例金属铬的成分达到标号JCr99-B的金属铬成分要求，其主要成分为：以重量百分数计，Cr99.04%，Fe0.141%，Si0.052%，Al0.048%。实施例3：一种微波铝热还原金属铬的方法，具体步骤如下：（1）将640kg氧化铬粉、240kg铝粉、40kg硝石粉、80kg氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化钙粉占混合物料质量的64%，铝粉占混合物料质量的24%，硝石粉占混合物料质量的4%，氧化钙粉占混合物料质量的8%；（2）将步骤（1）所得混合物料反应原料由顶部进料口加入到微波反应炉内，其中微波加热功率为7kW，频率为2.45GHz，在反应炉内的微波场的作用下，迅速干燥并升温，反应原料在炉内升温至1150℃，当温度在1150℃平稳后保温25min，熔融金属铬沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液从炉底的出料口流出，浇铸后即可得到金属铬。本实施例金属铬的成分达到标号JCr99-B的金属铬成分要求，其主要成分为：以重量百分数计，Cr99.45%，Fe0.057%，Si0.042%，Al0.048%。实施例4：一种微波铝热还原金属铬的方法，具体步骤如下：（1）将680kg氧化铬粉、230kg铝粉、30kg硝石粉、60kg氧化钙粉混合均匀后得到混合物料，其中氧化钙粉占混合物料质量的68%，铝粉占混合物料质量的23%，硝石粉占混合物料质量的3%，氧化钙粉占混合物料质量的6%；（2）将步骤（1）所得混合物料反应原料由顶部进料口加入到微波反应炉内，其中微波加热功率为10kW，频率为2.45GHz，在反应炉内的微波场的作用下，迅速干燥并升温，反应原料在炉内升温至1200℃，当温度在1200℃平稳后保温10min，熔融金属铬沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液从炉底的出料口流出，浇铸后即可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）将氧化铬粉、铝粉、硝石粉、氧化钙粉混合均匀得到混合物料，其中，以质量百分数计，混合物料中氧化铬粉占64~68%，铝粉占19~24%、硝石粉占3~5%、氧化钙粉占6~9%；（2）将步骤（1）所得混合物料进行微波加热，升温至温度为1100~1200℃，当温度在1100~1200℃范围趋于平稳后进行保温10~40min，金属液沉积底部，渣液漂浮顶部，将底部的金属液出料，金属液浇铸即得金属铬。

【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）将氧化铬粉、铝粉、硝石粉、氧化钙粉混合均匀得到混合物料，其中，以质量百分数计，混合物料中氧化铬粉占64~68%，铝粉占19~24%、硝石粉占3~5%、氧化钙粉占6~9%；（2）将步骤（1）所得混合物料进行微波加热，升温至...

【专利技术属性】
技术研发人员：代林晴，郭秦，刘花，郭胜惠，张利波，彭金辉，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53