低硫煤粉悬浮还原-粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法技术

本发明专利技术的低硫煤粉悬浮还原

【技术实现步骤摘要】
低硫煤粉悬浮还原
‑
粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，具体的涉及低硫煤粉悬浮还原
‑
粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法。

技术介绍

[0002]锰的用途十分广泛，在钢铁冶金、电子电池、化工与农业等行业均具有广泛应用，其中在钢铁冶金工业中，锰的用量仅次于铁，可提高钢的淬透性、可锻性、可轧性，是重要的合金元素。锰铁矿是以铁、锰为主要元素，同时伴生铝硅酸盐等其它脉石矿物，火法处理是获得锰铁合金、除去渣相的重要手段。
[0003]传统的电炉冶炼锰铁合金是以锰铁矿为原料，用焦炭在电加热还原炉内进行锰铁还原，存在能耗大、环境污染大等问题，每吨原矿消耗焦炭400～450公斤，耗电1000～1500度。同时，我国焦煤资源储量不断减少，并且炼焦工艺环境污染大。非焦炭等生产方便、成本低的普通煤种进行锰铁矿还原冶炼的工艺方法较为缺乏，成为锰铁合金冶炼领域技术人员长期面临的技术问题。
[0004]铁锰矿的传统电炉冶炼工艺是粉矿经烧结球团后进电炉，即粉料需要烧结或者球团，工艺流程复杂，生产成本高。此外，相对于粉料而言，烧结料或球团料尺寸大，需要较强的还原条件，才能将4价锰还原为2价锰，最终得到锰铁合金，在电炉所需还原剂用量大、还原时间长，能耗大、生产成本高的问题突出。

技术实现思路

[0005]针对上述技术中存在的问题，本专利技术提供低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法。该方法能够以低硫煤粉为还原剂生产锰铁合金，不使用焦炭、降低生产成本，同时可实现锰铁矿以粉末态在电炉中进行还原，提高还原效率和增加电炉生产能力，并实现工艺中余热回收利用。
[0006]本专利技术的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金方法，包含以下步骤：
[0007](1)干燥预热
[0008]以悬浮焙烧系统产生的烟气为热源，首先将锰铁矿粉料通过给料器给入悬浮焙烧系统的预热装置，在预热装置中烟气将锰铁矿粉料预热一定时间至500～900℃；
[0009](2)悬浮加热
[0010]以低硫煤粉为燃料，在悬浮焙烧系统的加热装置中，将步骤(1)预热后的锰铁矿粉料加热一定时间至1000～1400℃；
[0011](3)悬浮还原
[0012]将步骤(2)加热的锰铁矿粉料通过旋风分离器给入悬浮焙烧系统的还原装置中，以低硫煤粉为还原剂，将锰铁矿粉料还原一定时间至还原率在90％以上，得到粉状还原料；
[0013](4)电炉熔融
[0014]将步骤(3)所得粉状还原料通过管状给料器导入电炉中，电炉温度范围1500℃
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1580℃，低硫煤粉和熔剂通过管状给料器从顶部给入电炉，粉状还原料在电炉中熔融一定时间；
[0015](5)渣、铁锰合金分离
[0016]将步骤(4)得到的熔融液相进行分离，液相锰铁合金经锰铁口排出，即为产品。产生的液态渣排到渣罐中，并进入隧道窑冷却至室温。
[0017]其中：
[0018]步骤(1)中所述锰铁矿粉料锰含量≥20％，铁含量为15～30％，粉料粒度为
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200目含量≥30％。
[0019]步骤(2)、(3)、(4)中所述低硫煤粉为无烟煤，硫含量为0.5％以下，粒度为3～5mm。
[0020]步骤(2)中所述低硫煤粉的用量为锰铁矿粉料重量的1％～3％，步骤(3)中所述低硫煤粉的用量为锰铁矿粉料重量的6％～9％，步骤(4)中所述低硫煤粉用量为锰铁矿粉料重量的12％～18％。
[0021]步骤(1)中所述预热时间为1～3min，步骤(2)所述加热时间为1～5min，步骤(3)中所述还原时间为5～20min。
[0022]步骤(4)中所述熔剂为石灰石，CaCO3含量大于90％，粒度为3
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5mm，添加后电炉中CaO/SiO2质量比为1.1～1.4。
[0023]步骤(4)中所述熔融时间为2～3小时。
[0024]步骤(5)中所述隧道窑装有预热回收集风罩，回收的热风返回悬浮焙烧预热系统中，热量回用率为40％～60％。
[0025]悬浮还原与电炉熔融总的用煤量为锰铁矿粉料质量的20％～28％，悬浮还原与电炉熔融总的耗电量为350～420度每吨锰铁矿粉料。
[0026]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0027](1)本专利技术所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，能够以低硫煤粉为还原剂和燃料，全流程不使用昂贵的焦炭，且总用炭量低至220～280kg/t，大幅度降低生产成本。
[0028](2)本专利技术所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，通过悬浮还原工艺将锰铁矿粉进行深度还原至还原率大于90％，大大缩短了锰铁矿粉在电炉中的停留时间，可在短时间内实现熔融，提高了电炉的生产能力。
[0029](3)本专利技术所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，电炉中渣液给入渣罐后采用隧道窑回收冷却过程中的热量，然后返回悬浮还原系统再用，大大降低了整个工艺的能耗。
[0030](4)本专利技术所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，采用“预热
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加热
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还原”的三段式悬浮焙烧系统，对锰铁矿粉进行深度还原处理，预热段可将锰铁矿中的40％～60％铁元素氧化为三氧化二铁，加热段可进一步将铁氧化物全部氧化为三氧化二铁，进而在还原段消除了铁元素对锰元素还原的影响，利于精准控制锰元素还原率和还原速率，可实现锰铁矿中锰元素的稳定和高效还原。
[0031](5)本专利技术所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，相比传统的烧结球团入电炉冶炼工艺而言，可实现粉状锰铁矿物物料直接给入电炉，缩短了工艺流程，对不同粒度物料的适应性强，操作简单，适合推广应用。
[0032](6)本专利技术所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，整体工艺用电量从传统工艺的1000度/t降低为350～420度/t，是一种绿色节能的生产工艺方法。
附图说明
[0033]图1本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0034]以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。
[0035]实施例1
[0036]本实施例1所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金方法，工艺流程如图1所示，包含以下步骤：
[0037](1)锰铁矿成分：Mn品位为22.3％,TFe品位为27.6％，粒度为
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200目占43％。将锰铁矿粉料通过给料器给入悬浮焙烧系统的预热装置，以悬浮焙烧系统外排烟气为热源，将锰铁矿粉料预热2min至800℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)干燥预热：以悬浮焙烧系统外排烟气为热源，首先将锰铁矿粉料通过给料器给入悬浮焙烧系统的预热装置，将锰铁矿粉料进行预热处理；(2)悬浮加热：以低硫煤粉为燃料，在悬浮焙烧系统的加热装置中，将步骤(1)预热后的锰铁矿粉料进行加热；(3)悬浮还原：将步骤(2)加热的锰铁矿粉料给入悬浮焙烧系统的还原装置中，以低硫煤粉为还原剂，将锰铁矿粉料进行还原处理至还原率在90％以上，得到粉状还原料；(4)电炉熔融：将步骤(3)所得粉状还原料通过管状给料器导入电炉中，低硫煤粉和熔剂通过管状给料器从顶部给入电炉，粉状还原料在电炉中熔融；(5)液态渣、铁锰合金分离：将步骤(4)得到的熔融液相进行分离，液相锰铁合金经锰铁口排出，即为产品；产生的液态渣排到渣罐中，并进入隧道窑冷却至室温。2.根据权利要求1所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，其特征在于，步骤(1)中所述锰铁矿粉料中锰含量≥20％，所述锰铁矿粉料中铁含量为15～30％；所述锰铁矿粉料中粒度为
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200目的含量≥30％。3.根据权利要求1所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，其特征在于，步骤(2)、(3)、(4)中所述低硫煤粉为无烟煤；所述无烟煤的硫含量为0.5％以下，所述无烟煤的粒度为3～5mm。4.根据权利要求1所述的低硫煤粉悬浮还原
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粉末态熔融协同生产锰铁合金的方法，其特征在于，步骤(2)中所述低硫煤粉的用量为锰铁矿粉料重量的1％～3％；步骤(3)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍兴，宁国栋，赖佳兴，
申请(专利权)人：上海逢石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：