一种氧化锰矿制备高碳锰铁的方法技术

一种氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，是将锰含量为18‑50％的锰矿和还原剂、添加剂、活化剂、催化剂混合均匀置于反应器，采用电阻炉或微波炉以10‑50℃/min的升温速率将反应物料加热至1050±50℃，恒温5‑60min，然后以10‑60℃/min的升温速率加热至1250±50℃，恒温12‑60min至反应完全，在升温和恒温过程中保证炉内气氛为中性或弱还原性气氛，反应产物随炉冷却至600±50℃时取出反应产物，并在惰性气保护冷却条件下以大于360℃/min，快速冷却至25‑50℃，反应产物将自然粉碎，经筛分或磁选，可得到高碳锰铁。高碳锰铁中锰含量60％‑80％、铁含量10％‑35％、碳含量4.0％‑7.5％、磷含量小于0.10％、硫含量小于0.10％。本发明专利技术具有工艺简单、操作方便、成本低、锰转化率高等特点，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锰矿制备高碳锰铁的方法
本专利技术属于冶金领域，涉及一种高碳锰铁的制备方法。
技术介绍
世界锰总产量的90％消耗于钢铁工业。锰对提高钢的强度、韧性、硬度和淬火性能起着重要的作用。锰作为合金元素在钢铁生产过程中一般以金属锰、锰铁或锰硅合金等形式加入到钢液中。金属锰一般采用电解法生产，而锰铁或硅锰合金主要采用高炉或矿热炉生产。高碳锰铁采用电炉或高炉生产，其对应产品为电炉锰铁和高炉锰铁。现有高碳锰铁生产工艺和相关专利具有如下特点：高碳锰铁的生产过程通常为融态和半熔融态下的液-固反应和固-固反应及气-固反应，在还原历程中由于MnO和SiO2形成硅酸盐，导致渣中MnO活度较低，还原反应受阻。另外，在现有的锰铁合金生产工艺中尚未采用活化剂或添加剂促进锰氧化物的快速还原；再有，现有工艺均未考虑根据锰氧化物在不同还原剂和不同温度区间还原的热力学和动力学条件变化，区别对待并设计不同的温度制度，选择不同的还原剂及反应气氛，造成反应温度高，能耗高，生成流程长，污染物排放量大等不利影响。相关的锰铁合金生产专利情况如下：公开号为CN102251115A的中国专利文献公开了一种高碱度锰矿石生产高碳锰铁合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，其特征在于，将氧化锰矿、还原剂、添加剂、活化剂、催化剂混合得到混合料，将混合料升温，并进行固态还原，随后将还原产物冷却、分离得高碳锰铁；所述的还原剂为焦炭、碳化硅、碳化钙、铝粉中的至少一种；所述的添加剂为石英粉、萤石粉、生石灰中的至少一种；所述的活化剂为碳酸钠、硝酸钾、硼砂中的至少一种；所述的催化剂为氧化锰、金属锰粉、金属铁粉、五氧化二钒中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，其特征在于，将氧化锰矿、还原剂、添加剂、活化剂、催化剂混合得到混合料，将混合料升温，并进行固态还原，随后将还原产物冷却、分离得高碳锰铁；所述的还原剂为焦炭、碳化硅、碳化钙、铝粉中的至少一种；所述的添加剂为石英粉、萤石粉、生石灰中的至少一种；所述的活化剂为碳酸钠、硝酸钾、硼砂中的至少一种；所述的催化剂为氧化锰、金属锰粉、金属铁粉、五氧化二钒中的至少一种。2.如权利要求1所述的氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，其特征在于，所述的还原剂包括焦炭，选择性包含碳化硅、碳化钙、铝粉中的至少一种；优选地，还原剂中，焦炭的重量百分比为80-90份，碳化硅的重量百分比为小于或等于10份，碳化钙的的重量百分比为小于或等于10份，铝粉的重量百分比为小于或等于4份。3.如权利要求1或2所述的氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，其特征在于，添加剂包括萤石粉和生石灰，还选择性包含石英；优选地，添加剂中，石英的重量百分比小于等于15份，萤石的重量百分比为8-20份，生石灰的重量百分比68-85份。4.如权利要求1～3任一项所述的氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，其特征在于，所述的活化剂包含碳酸钠、硝酸钾、硼砂；优选地，活化剂中，碳酸钠的重量百分比为25-60份，硝酸钾的重量百分比为20-50份，硼砂的重量百分比为2-40份。5.如权利要求1-4任一项所述的氧化锰矿制备高碳锰铁的方法，其特征在于，所述的催化剂为氧化锰、金属锰粉、金属铁粉和五氧化二钒的混合物；优选地，催化剂中，氧化锰的重量百分比为15-50份、金属锰粉的重量百分比为19-50份，金属铁粉的重量百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光亮，肖业明，李一为，刘正贤，
申请(专利权)人：长沙东鑫环保材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43