【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锰系合金的制造方法及其制造装置。
技术介绍
1、锰系合金，例如锰铁，是通过在高炉或电炉中投入锰矿石和焦炭等还原材料并加热，还原矿石中的锰或铁来进行制造。在高炉法中，使用焦炭作为热源及还原材料，但在电炉法中，热源为电力、还原材料使用焦炭是基本的思路。
2、以往，锰系合金制造是从如何高效地制造锰系合金的视角出发来进行技术开发。例如，专利文献1和专利文献2中公开了为了进一步还原并提取残渣中残留的锰，投入含有硅的合金铁和金属铝等还原材料的技术。并且，专利文献3～6中公开了不是将锰矿石直接投入到高炉和电炉中，而是用高炉法或电炉法中产生的一氧化碳co气体和焦炭预先对锰矿石进行预还原，随后再投入到高炉和电炉中的技术。
3、并且，非专利文献1列举了在铁锰的制造中从高价的电力逐步转变为使用廉价的煤炭的背景下的预热、预还原的预处理，并公开了作为与用碳还原锰矿石的相关研究的一环的、利用一氧化碳和氢气的各还原反应过程中的一系列基础性研究。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：日本特开2006-161079号公报
7、专利文献2：日本特开昭59-222552号公报
8、专利文献3：日本特开昭63-195244号公报
9、专利文献4：日本特开昭59-215458号公报
10、专利文献5：日本特公昭38-4456号公报
11、专利文献6：日本特公昭38-12811号公报
12、非专利文献
1
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、如上所述，在锰系合金的制造中目前进行了高效制造的技术开发，但发现没有以将焦炭等碳材料用作为还原锰矿石时的还原材料的情形作为前提来进行削减co2的尝试。
3、目前，即便参阅专利文献1～6和此外的与锰系合金的制造相关的现有技术文献，也没有以削减co2排放为目的来进行技术开发，也没有与之相关的记载和教导。在以往的与锰系合金的制造相关的技术开发中，通过提高效率间接地削减了一些co2的排放，但出于削减co2产生的观点的减少作为co2产生源的碳材料的使用量、或使之为零的努力完全没有进行。
4、并且，例如，如非专利文献1所述，关于锰矿石的还原方式，虽然有使用碳以外的一氧化碳和氢等还原材料的基础研究，但在还原至金属锰来制造锰系合金的工艺中，目前只提出了用使用甲烷ch4的天然气进行还原的方案，关于出于削减co2产生的观点进行利用的情况没有任何记载或教导。
5、并且，在专利文献4的图4的说明中，为了形成预还原颗粒，使用了铁锰炉及si、mn炉的剩余气体(来自焦炭)，因而不会得到本专利技术的co2削减效果。专利文献4虽被认为具有减少电力单位消耗量的效果，但没有减少碳材料的效果。
6、有鉴于此，本专利技术人发现在锰系合金的制造中，积极地进行削减co2排放的技术开发是必要的。
7、本专利技术是鉴于上述问题完成的，目的是提供一种在锰系合金的制造中能够削减co2排放的锰系合金的制造方法。
8、解决问题的方法
9、以下，描述用于解决上述问题中的至少一个问题的本专利技术的优选实施方式。
10、1、一种锰系合金的制造方法，其特征在于，包括加热锰矿石，使其氢还原来制作还原锰矿石的工序1。
11、2、如上述1所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，还包括将所述还原锰矿石与碳材料一同投入到电炉中进行精炼，随后进行残渣、金属分离的工序2。
12、3、如上述1或2所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，还包括将所述还原锰矿石的一部分或全部通过熔融氧化物电解进行精炼，随后进行残渣、金属分离的工序3。
13、4、如上述1～3中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，所述还原锰矿石的锰氧化度为1.6以下。
14、5、如上述4所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，所述还原锰矿石的锰氧化度为1.1以下。
15、6、如上述1～5中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述氢还原中还原材料的气体中的氢的占有比例超过70摩尔％。
16、7、如上述2～6中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述残渣中的mn量为10％～29％。
17、8、如上述1～7中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，所述加热包括电加热。
18、9、如上述1～8中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，所述加热包括利用氢燃烧的加热。
19、10、如上述2～9中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，包括针对所述工序2生成的熔渣副产物，用含有含硅合金铁或金属铝的还原材料、或含有含硅合金铁和金属铝的还原材料，将所述熔渣中含有的锰氧化物的至少一部分进行还原的工序4。
20、11、如上述1～10中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，包括用含有含硅合金铁或金属铝的还原材料、或含有含硅合金铁和金属铝的还原材料，将所述还原锰矿石的一部分或全部进行还原并精炼，随后进行残渣、金属分离的工序5。
21、12、如上述2～11中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，所述碳材料一部分或全部为绿色碳。
22、13、如上述2～12中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其特征在于，在所述工序2中，投入造渣剂。
23、14、一种锰系合金的制造装置，其特征在于，具备将锰矿石进行加热，使其氢还原的单元1。
24、15、如上述14所述的锰系合金的制造装置，其特征在于，还具备将所述还原锰矿石与碳材料一同投入电炉中进行精炼，随后进行残渣、金属分离的单元2。
25、16、如上述14或15所述的锰系合金的制造装置，其特征在于，还具备将所述还原锰矿石的一部分或全部通过熔融氧化物电解进行精炼，随后进行残渣、金属分离的单元3。
26、17、如上述14～16中任意一项所述的锰系合金的制造装置，其特征在于，具备针对所述处理单元2生成的熔渣副产物，用含有含硅合金铁或金属铝的还原材料、或含有含硅合金铁和金属铝的还原材料，将所述熔渣中含有的锰氧化物的至少一部分进行还原的单元4。
27、专利技术的效果
28、根据本专利技术的方法，通过对锰矿石中含有的锰离子进行氢还原，产生如能够大幅削减锰系合金制造中的co2排放量的作用效果。并且，根据本专利技术的制造装置，产生如能够大幅削减锰系合金制造中的co2排放量、或能够使co2排放量几乎为零的作用效果。
29、附图的简单说明
30、图1示出了各反应的吉布斯自由能δg(化学势)的温度依赖性。
31、图2示出了简化为矿石(mno2)的、锰系合金的制造中导入氢还原时的co2削减效果。
32、图3为说明在碳还原锰矿石时，无法制造将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锰系合金的制造方法，其特征在于，包括将锰矿石进行加热，使其氢还原来制作还原锰矿石的工序1。
2.如权利要求1所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括将所述还原锰矿石与碳材料一同投入电炉中进行精炼，随后进行残渣、金属分离的工序2。
3.如权利要求1或2所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括将所述还原锰矿石的一部分或全部通过熔融氧化物电解进行精炼，随后进行残渣、金属分离的工序3。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述还原锰矿石的锰氧化度为1.6以下。
5.如权利要求4所述的锰系合金的制造方法，其中，所述还原锰矿石的锰氧化度为1.1以下。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述氢还原中的还原材料的气体中氢的占有比例超过70摩尔％。
7.如权利要求2～6中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述残渣中的Mn量为10％～29％。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述加热包括电加热。
9.如权利要求1
10.如权利要求2～9中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括针对所述工序2的熔渣副产物，用含有含硅合金铁或金属铝的还原材料、或含有含硅合金铁和金属铝的还原材料将所述熔渣中含有的锰氧化物的至少一部分进行还原的工序4。
11.如权利要求1～10中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括用含有含硅合金铁或金属铝的还原材料、或含有含硅合金铁和金属铝的还原材料，将所述还原锰矿石的一部分或全部进行还原并精炼，随后进行残渣、金属分离的工序5。
12.如权利要求2～11中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述碳材料的一部分或全部为绿色碳。
13.如权利要求2～12中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，在所述工序2中，投入造渣剂。
14.一种锰系合金的制造装置，其特征在于，具备加热锰矿石，使其氢还原的单元1。
15.如权利要求14所述的锰系合金的制造装置，其中，还具备将所述还原锰矿石与碳材料一同投入电炉中进行精炼，随后进行残渣、金属分离的单元2。
16.如权利要求14或15所述的锰系合金的制造装置，其中，还具备将所述还原锰矿石的一部分或全部通过熔融氧化物电解进行精炼，随后进行残渣、金属分离的单元3。
17.如权利要求14～16中任一项所述的锰系合金的制造装置，其中，具备针对所述单元2的熔渣副产物，用含有含硅合金铁或金属铝的还原材料、或含有含硅合金铁和金属铝的还原材料将所述熔渣中含有的锰氧化物的至少一部分进行还原的单元4。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种锰系合金的制造方法，其特征在于，包括将锰矿石进行加热，使其氢还原来制作还原锰矿石的工序1。
2.如权利要求1所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括将所述还原锰矿石与碳材料一同投入电炉中进行精炼，随后进行残渣、金属分离的工序2。
3.如权利要求1或2所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括将所述还原锰矿石的一部分或全部通过熔融氧化物电解进行精炼，随后进行残渣、金属分离的工序3。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述还原锰矿石的锰氧化度为1.6以下。
5.如权利要求4所述的锰系合金的制造方法，其中，所述还原锰矿石的锰氧化度为1.1以下。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述氢还原中的还原材料的气体中氢的占有比例超过70摩尔％。
7.如权利要求2～6中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述残渣中的mn量为10％～29％。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述加热包括电加热。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，所述加热包括利用氢燃烧的加热。
10.如权利要求2～9中任意一项所述的锰系合金的制造方法，其中，还包括针对所述工序2的熔渣副产物，用含有含硅合金铁或金属铝的...
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