用于从含金属物料中提取至少一种金属的金属还原装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种用于从至少一种的含金属物料中提取至少一种金属的金属还原装置，包括：一被设计用来容纳含至少一种的金属物料、至少一种的还原剂和至少一种的添加剂的混合物料的反应器壳体；一包含至少一个的与反应器壳体热联接的加热单元和至少一个的可控制地联接在加热单元上的温控单元的加热装置；和一位于该反应器壳体中的推进搅拌器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属还原和冶金
，特别地涉及用于从含金属物料中提取至少一种金属的金属还原装置。
技术介绍
金属是人类不可或缺的材料。在自然界中，它们通常不以单质，亦即零价金属的形 式存在；例如大多数被发现的，是以化合物和混合物的形式存在于矿石中。为了获得单质 形式的金属，就需要对矿石进行冶炼来提取金属。 提炼金属有多种方法，其中一种是利用还原剂，在一适当温度下还原矿石。常用 的基于还原反应的冶金方法包括，以铁的提炼为例，传统方法包括高炉炼铁法。其他常用于 生铁还原的方法包括，例如直接还原和熔融还原。直接生铁还原主要有以下两大类(l) 气基直接还原，包括例如Midrex竖炉法和HYL反应罐法；和(2)煤基直接还原，包括例 如使用环形转底炉的Fastmet法、使用回转窑的CRI匪法、Fastmelt法和ITmk3法。这些 方法中的大多数通常需要高的铁品位，如矿石铁品位高于60%。另一煤基直接还原法使 用隧道窑且反应物以粉末状进入到隧道窑中。熔融还原方法包括例如Corex法、Hi smelt 法、Finex法以及其他如DI0S、 AISI和CCF法。另一种常用的方法是Hoganas法。 上述的这些方法， 一般来说，可能需要高的能量消耗，造成严重的空气污染，或需 要大量的设备投资。此外，这些方法可能严格要求高质量的进料，如要求高品位的矿石，或 在冶炼过程中需要精确的控制以避免产品质量较差。因此，对于能够解决至少一个上述问 题的新金属还原方法，仍然存在强烈的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问 题是提供一种金属还原装置，以降低金属还原的能耗和对含金属物料的品位要求。
技术实现思路
本技术涉及用于从至少一种的金属物料中提取至少一种金属的金属还原装 置，其特征是包括一用来容纳含至少一种金属物料、至少一种的还原剂和至少一种的添 加剂的混合物料的反应器壳体；一包含至少一个的与反应器壳体热联接的加热单元和至少 一个的可控制地联接在加热单元上的温控单元的加热装置；和一安装在该反应器壳体中的 推进搅拌器。本技术可取得多种有益效果，最主要的是可使用低品位的含金属物料， 如低品位矿石，作为金属还原的反应物，降低了对至少一种的含金属物料品位的要求及还 原能耗，并提高了金属的还原速率。附图说明图1是与本技术一致的示例金属还原方法流程图。图2是与本技术一致的示例冶金方法流程图。 图3(A)和图3(B)是与本技术一致的示例添加剂回收方法流程图。 图4是与本技术一致的示例冶金系统流程图。 图5描述的是与本技术一致的一示例金属还原装置。 图6是图5中金属还原装置沿线6-6截取的水平截面图。 图7是图6中推进搅拌器的部分放大图。 图8是图7中推进搅拌器的8-8截面图。 图9是图5中金属还原装置沿线9-9截取的竖直截面图。具体实施方式为便于对本技术整体描述，下面还对与金属还原装置相关的金属还原方法、 金属还原系统、金属还原产品及冶金方法、冶金系统同时进行说明。本技术涉及一种金属还原方法，其特征是包括将一混合物料加入到反应器中，该混合物料包含至少一种的含金属物料、至少一种的还原剂和至少一种的添加剂，加热该反应器到选定的还原温度，搅拌混合物料的同时，推动其通过反应器，并因此经过一段还原时间，和得到一生成产物，该生成产物包含至少一种的零价金属和残渣。 在一实施例中，混合物料以细颗粒状存在。例如细颗粒的颗粒尺寸小于约lmm。再例如，细颗粒的颗粒尺寸小于约0.074mm。这些颗粒尺寸可以通过一种选自已知的，如激光密度法、沉降法、和电子显微镜法的工艺方法来测量。 此处公开的至少一种的含金属物料可以选自矿石、熔渣、工业废渣和金属氧化 物。在一实施例中，至少一种的含金属物料选自矿石。矿石包括但不限于低品位矿石、共 生矿和难选冶矿。例如，至少一种的含金属物料可选自低品位矿石。此处所述的"低品位 矿石"是指金属品位低于现有技术要求的矿石。例如，低品位铁矿是指铁品位不高于60%， 如铁的重量为矿石总重的20%_60%。在另一实施例中，至少一种的含金属物料选自工业 废渣。 多于一种的含金属物料亦可以用于一个单独的金属还原过程。例如一种以上的 含有铁的工业废渣，尽管这些工业废渣拥有不同来源和不同规格，但可以在一个单独的金 属还原过程中联合使用并被还原。 在一实施例中，至少一种的含金属物料含有至少一种的金属化合物。该至少一种 的金属化合物可选自，如包含至少一种正价金属的各种化合物。例如该至少一种的金属 化合物可选自金属氧化物、金属碳酸盐和金属氢氧化物。再例如，至少一种的金属化合物选 自金属硫化物，该金属硫化物可以在进行金属还原之前通过一种已知的工艺方法转化为金 属氧化物。当使用的含金属化合物多于一种时，该至少一种的含金属化合物可能含有相同 或不同的金属。例如，一含金属物料可能含有Fe3(^， Fe203， FeO，和/或其任何组合。再例 如，含有铁和/或镍的氧化物和/或硫化物的金属化合物可共存于一种含金属物料中。 至少一种的还原剂可为任何能够使得金属还原的还原剂，并可选自，例如具有较 高碳含量的物料。在一实施例中，至少一种的还原剂选自煤、无烟煤、焦炭、重油、石油焦和 沥青。例如，至少一种的还原剂可以选自煤、无烟煤和焦炭。 此处公开的至少一种的还原剂在混合物料中的加入量可能大于其理论摩尔值。在 一实施例中，该至少一种的还原剂加入量比理论摩尔值大约5%至约100%。此处所指的至 少一种的还原剂的"理论摩尔值"是指在理想的化学反应条件下，根据化学反应方程式和至 少一种的含金属物料中金属含量的估算值，计算所得的金属还原反应充分完成所需的还原 剂量。例如，如果用煤还原一种含？6304物料，将发生以下化学反应Fe304+2C = 3Fe+2C02。 在理想化学反应条件下，完全还原1摩尔Fe304，需要2摩尔碳。S卩，还原1摩尔Fe304的理5论摩尔值是2摩尔碳。实际应用中，还原剂的理论摩尔值是根据含金属物料中金属含量的 估算值计算所得。 此处公开的至少一种的添加剂可以是为了达到多种目的而被使用，例如去除任 何多余物质。例如通过使用所述的至少一种的添加剂可去除至少一种的含金属物料中的 硫和/或磷。在一实施例中，至少一种的添加剂选自含有至少一种下列阳离子的化合物 Li+、 Na+、 K+、 Ca2+、 Sr2+、 Ba2+禾口 Mg2+。例如该至少一种的添加剂可选自LiCl、 NaCl、 KC1、 CaCl2、 SrCl2、 BaCl2、 MgCl2、 LiF、 NaF、 KF、 CaF2、 SrF2、 BaF2、 MgF2、 Li20、 Na20、 K20、 Ca0、 SrO、 Ba0、 MgO、 LiHC03、 NaHC03、 KHC03、 Ca (HC03) 2、 Sr (HC03) 2、 Ba (HC03) 2、 Mg (HC03) 2、 Li2S04、 Na2S04、 K2S04、 CaS04、 SrS04、 BaS04、 MgS04、 Li2C03、 Na2C03、 K2C03、 CaC03、 SrC03、 BaCO 和MgC03。再例 如该至少一种的添加剂选NaCl 、KC1 、CaCl2、NaF、CaF2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从至少一种的含金属物料中提取至少一种金属的金属还原装置，其特征是：包括：一被设计用来容纳含至少一种的金属物料、至少一种的还原剂和至少一种的添加剂的混合物料的反应器壳体；一包含至少一个的与反应器壳体热联接的加热单元和至少一个的可控制地联接在加热单元上的温控单元的加热装置；和一位于该反应器壳体中的推进搅拌器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李柏荣，
申请(专利权)人：李柏荣，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]