高铁贫锰矿利用新工艺制造技术

本发明专利技术是一种采用还原熔炼法的高铁贫锰矿利用新工艺。主要特征是以锰铁比极低（Ｍｎ／Ｆｅ＝０．２～２．０）贫锰矿为原料，煤为还原剂和燃料，石灰石为脱硫剂；炉料经预还原后进入回转炉，进行选择性固态还原；其还原产物固态Ｆｅ和ＭｎＯ由回转炉排出，进入熔炼炉，进行熔化分离，得到富锰渣和合格钢号。该工艺中锰和铁的总回收率各达８５～９０％，铅、锌的回收高达８５％以上。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁合金及钢的冶炼工艺。主要适用于对锰铁比极低的贫锰矿的开发利用。目前，我国和其它许多国家都有大量锰铁比极低的贫锰矿(含锰10～28%，含铁20%以上，Mn/Fe＝0.2～2.0)。机械选矿法不能将此类矿中的铁锰分离和富集。以致这类矿既不能炼铁，也不能作为锰系合金的原料，一直被视为呆矿丢弃。这类贫锰矿又是我国主要的锰矿资源。为此，开发利用贫锰矿具有很大的经济意义。在现有利用贫锰矿的工艺中，较为先进的是《高炉二步法用贫锰矿冶炼锰铁新工艺》。该工艺的第一步是在高炉中，对贫锰矿进行选择性还原，得到富锰渣;第二步是在另一座高炉中，以富锰渣搭配部分高碱度高氧化镁烧结矿，生产碳素锰铁。该工艺的主要缺点是所适用的贫锰矿含锰量范围只限于23～30%，铁要求不大于10%，对于含锰量低于20%的贫锰矿无法处理;另外，需焦碳、烧结矿等能耗高的原材料;再就是需二座高炉，工艺较复杂。本专利技术的目的在于提供一种能处理锰铁比极低的贫锰矿(含锰10～28%，含铁20%以上，Mn/Fe＝0.2～2.0)，且能耗低和设备简单流程短的新工艺。其主要工艺流程分两个阶段第一阶段以回转炉为还原设备，采用廉价的煤作还原剂，石灰石为脱硫剂，以煤粉燃烧为热源，对贫锰矿中的氧化铁和氧化锰进行选择性固态还原，所得产物为固态的Fe和MnO，达到Fe、Mn分离的目的;第二阶段利用熔炼炉(电弧炉或中频、工频感应炉等)对第一阶段的固态产物Fe和MnO进行熔化分离。熔化后，还原产物中的Mn以MnO形态进入炉渣，并富集起来，变为商品高锰矿-富锰渣，可作为冶炼锰铁或硅锰合金的原料;还原产物中的Fe变为钢水留在炉内，通过精炼变成各种牌号的钢种。如果贫锰矿原矿中含有铅、锌、硫等有害元素，则可在回转炉的还原过程中去除。为了节省能源，工艺流程中考虑利用回转炉的热烟气，设有预还原炉。加入回转炉的贫锰矿和部分煤先通过预还原炉，利用烟气的余热，对贫锰矿进行预还原，然后再进入回转炉中。第二阶段在熔炼炉中熔化分离Fe、Mn时，也可采用煤粉燃烧代替电能。与现有技术相比，本专利技术的主要优点如下(1)能够利用含锰量仅为10～28%的锰铁比极低的贫锰矿，达到充分利用资源的目的。(2)以非炼焦煤作为还原剂和燃料，成本低。(3)整个工艺过程的产物一是含Mn量达46%以上的富锰渣，一是合格的钢号，没有废弃物，经济效果显著。(4)与高炉二步法等现有技术相比，设备投资少，见效快。 附图说明附图为本专利技术高铁贫锰矿利用的工艺流程图。图中1、2、3分别为贫锰矿、还原剂、脱硫剂的加料仓，4为回转炉，5为冷却筒，6为熔炼炉，7为预还原炉，8为除尘器，9为沉降室，10为煤粉燃烧器，11、12为二次风管，13、14、15为输送管道，16、17为筛分机，18、19为筛下物，20为炉尾。本工艺所采用的原料-锰铁比极低的贫锰矿，主要成分范围为10～28%Mn，Fe＞20%，Mn/Fe＝0.2～2.0。入炉的贫锰矿可以是经破碎的块矿，粒度为3～16mm，也可采用贫锰矿粉经烧结后的球团。还原剂和热源燃料采用廉价的非炼焦煤粉，以石灰石为脱硫剂。为了使煤中的硫不进入或少进入还原产品，脱硫剂的重量应为还原剂重量的5～20%，还原剂粒度0.5～7.5mm。贫锰矿、还原剂和脱硫剂分别通过加料仓1、2、3进行加料，并经预还原炉7进入回转炉4。预还原炉利用回转炉烟气的余热进行加热，炉温可达400～1050℃。炉料经预还原后进入回转炉，贫锰矿在回转炉内将高价的铁和锰的氧化物还原，即 经预还原的贫锰矿以600～900℃的热态进入回转炉4中。回转炉是通过排料端的喷咀10向炉内喷吹煤粉，通过燃烧煤粉来加热炉子。回转炉内的温度范围为900～1150℃。由进料端至排料端，温度逐渐升高，最高的还原温度区为1100～1150℃，炉料进入回转炉后，进行固态还原，即完成上述反应式(1)至(7)，特别是(3)、(6)和(7)。在1000～1150℃，贫锰矿中铁的氧化物达到深度还原，92%以上的铁氧化物被还原成Fe;锰的氧化物几乎全部由高价锰还原成低价锰，即还原成MnO。至此，通过回转炉达到高铁贫锰矿的铁、锰分离的目的。经回转炉固态还原后还原产物(Fe和MnO)，由排料端排出后，可经两个通道，以冷料或热料进入熔炼炉一是经输送管道14和筛分器16筛分后，热料直接进入熔炼炉6;二是进入冷却筒5，冷却至50℃后，经输送管道15和筛分器17筛分，其冷料进入熔炼炉6。经筛分器筛分后的筛下产物，小于0.5mm的还原产品加入粉矿内返回使用，作为粉矿压成球团的固结剂，大于0.5mm的还原产品加入熔炉炉中;筛下产物中磁选分离出来的非磁性物，大于0.5mm粒度的作为过剩煤粉仍返回工艺过程使用，小于0.5mm粒度的作为民用燃料使用。进入熔炼炉6的热态还原产物(Fe和MnO)，通过加热使其熔化。熔化后的MnO进入炉渣，并富集起来，形成富锰渣。这种富锰渣含Mn量达46%以上，是一种商品高锰矿，可作为冶炼锰铁或硅锰合金的原料。还原产物中的金属熔化后变成钢水留在炉内，通过精炼变成各种牌号的合格钢。如果贫锰矿中含有铅、锌、硫，则可在熔化分离后，在钢水中脱磷，得到含磷合格的钢种。上述整个流程，铁和锰的总回收率很高，达85～90%，铅、锌的回收率达85%以上。权利要求1.一种利用还原熔炼法的高铁贫锰矿利用新工艺，其特征在于以锰铁比极低的贫锰矿为原料，煤为还原剂，石灰石为脱硫剂，经预还原炉预还原后，进入回转炉，进行选择性固态还原；其还原产物固态Fe和MnO由回转炉排料端排出后，直接进入熔炼炉，进行熔化分离，得到富锰渣和合格钢号。2.根据权利要求1所述的新工艺，其特征在于可利用的锰铁比极低的贫锰矿的主要成分为含锰10～28%，含铁20%以上，Mn/Fe＝0.2～2.0。3.根据权利要求1所述的新工艺，其特征在于入炉的贫锰矿可以是经破碎的块矿，粒度8～16mm，也可采用贫锰矿粉经烧结后的球团;还原剂和热源燃料采用价廉的非炼焦煤粉。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于预还原炉温度为400～1050℃。5.根据权利要求1所述的工艺，回转炉以从排料端喷咀喷入的煤粉燃烧为热源，以煤粒作为还原剂;回转炉的温度为900～1150℃。6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于工艺过程中脱硫剂石灰石的重量应为还原剂重量的5～20%。全文摘要本专利技术是一种采用还原熔炼法的高铁贫锰矿利用新工艺。主要特征是以锰铁比极低(Mn/Fe＝0.2～2.0)贫锰矿为原料，煤为还原剂和燃料，石灰石为脱硫剂；炉料经预还原后进入回转炉，进行选择性固态还原；其还原产物固态Fe和MnO由回转炉排出，进入熔炼炉，进行熔化分离，得到富锰渣和合格钢号。该工艺中锰和铁的总回收率各达85～90％，铅、锌的回收高达85％以上。文档编号C21B13/14GK1040058SQ8810476公开日1990年2月28日 申请日期1988年8月6日 优先权日1988年8月6日专利技术者侯希伦, 史建平 申请人:冶金工业部钢铁研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用还原熔炼法的高铁贫锰矿利用新工艺，其特征在于以锰铁比极低的贫锰矿为原料，煤为还原剂，石灰石为脱硫剂，经预还原炉预还原后，进入回转炉，进行选择性固态还原；其还原产物固态Ｆｅ和ＭｎＯ由回转炉排料端排出后，直接进入熔炼炉，进行熔化分离，得到富锰渣和合格钢号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯希伦，史建平，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]