專(zhuān)利名稱(chēng)：一種應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的新方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，冶煉金屬的技術(shù)也在不斷的更新。鋼鐵和有色金屬作為國(guó)家的戰(zhàn)略物資和基礎(chǔ)材料，在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)很難被其它材料所取代。隨著時(shí)代的發(fā)展和人類(lèi)的進(jìn)步，要求冶金工業(yè)必須與社會(huì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。傳統(tǒng)的焦炭冶金生產(chǎn)工藝流程難以適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)的要求，因此世界冶金行業(yè)和各國(guó)政府都迫切希望能夠通過(guò)熔融還原工藝的研究開(kāi)發(fā)，在21世紀(jì)尋找到一條非焦冶金生產(chǎn)新工藝，以適應(yīng)未來(lái)冶金生產(chǎn)發(fā)展的需求。目前冶煉金屬的技術(shù)主要有高爐和電爐兩種工藝冶煉金屬。高爐冶煉金屬的主要特點(diǎn)是產(chǎn)能大，但存在著投資巨大、能耗高等弊端，不僅礦物需要在冶煉前燒結(jié)，而且冶煉金屬還需要昂貴的焦炭；用電爐冶煉金屬，同樣存在著能耗高、產(chǎn)能低、經(jīng)濟(jì)效益差的弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服目前高爐、電爐冶煉金屬能耗高的缺陷，提供一種應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的新方法。本發(fā)明是一種應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的新方法。一般為冶煉鐵系金屬礦或冶煉鐵系多元素復(fù)合礦，按以下步驟完成首先在含吸附水的金屬氧化物(即礦石原料)中加入干燥劑，攪拌均勻，使金屬氧化物脫水干燥。再把上述混合物進(jìn)行破碎，加入還原劑和冶煉渣改性劑，混合均勻，然后裝窯在冶煉窯臺(tái)面上堆上經(jīng)上述步驟混合均勻后的混合料， 再在混合料上鋪設(shè)煤粉。裝窯后使用干餾煤氣進(jìn)行冶煉。經(jīng)冶煉，渣與熔融金屬得到分離， 分離后的渣與熔融金屬分別從冶煉窯內(nèi)排出。熔融金屬經(jīng)水淬或自然冷卻后得到金屬塊。 高溫渣送往余熱發(fā)電裝置的鍋爐用來(lái)發(fā)電，可供給生產(chǎn)系統(tǒng)的用電。發(fā)電后的冷卻渣用來(lái)做制造水泥的添加劑。冶煉時(shí)排出的高溫廢氣用風(fēng)機(jī)送往上述冶煉窯臺(tái)面底部的通道用來(lái)加熱原料。當(dāng)高溫廢氣從冶煉窯底部通道排出后，再進(jìn)入煤干餾爐用于煤的干餾，產(chǎn)生煤氣，以供給上述冶煉窯冶煉金屬用。從干餾爐出來(lái)的廢氣送入余熱發(fā)電裝置的另一鍋爐也用來(lái)發(fā)電，供給生產(chǎn)系統(tǒng)的用電。鍋爐排出的低溫廢氣經(jīng)凈化處理后用來(lái)烘干上述礦石原料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)工藝流程短，設(shè)備投資少，用冶煉窯冶煉金屬氧化物是近代還原冶金行業(yè)的前沿技術(shù)，是冶金生產(chǎn)工業(yè)的重大變革，是對(duì)傳統(tǒng)還原冶煉金屬的一場(chǎng)革命。它取代了傳統(tǒng)高爐、電爐的冶煉工藝，具有投資小，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，效率高，能耗低，污染少、環(huán)境好，產(chǎn)品成本低的特點(diǎn)。本發(fā)明冶煉金屬時(shí)礦物不用燒結(jié)和使用焦炭，省去了高爐冶煉法的燒結(jié)工藝，以煤代焦，擺脫了冶金行業(yè)對(duì)焦炭的依賴(lài)性，實(shí)現(xiàn)了低溫快速還原冶煉反應(yīng)。并且，冶煉時(shí)應(yīng)用綜合利用技術(shù)，所產(chǎn)生的廢氣可循環(huán)利用，生產(chǎn)排出的渣料不但作為能源使用同時(shí)又作為其他工業(yè)產(chǎn)品的原材料得到充分利用，體現(xiàn)了一種新型的綠色冶金工藝的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)理念，為冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一條新的發(fā)展路線，具有十分廣闊的推廣前景。具體設(shè)施方式本發(fā)明是一種用綜合裝置冶煉金屬的新方法，一般為冶煉鐵系金屬礦或冶煉鐵系多元素復(fù)合礦，按以下步驟完成首先在金屬氧化物(即礦石原料)中加入干燥劑，攪拌混合均勻，所述干燥劑為鈣質(zhì)生石灰。使用生石灰作干燥劑，不僅解決了金屬氧化物的烘干問(wèn)題，而且還同時(shí)作為金屬氧化物生產(chǎn)金屬的脫硫劑。干燥劑的用量為金屬氧化物重量的 3 4%。加入的干燥劑使金屬氧化物脫水干燥至濕度為重量含量的11% 16%。接著把脫水干燥后的上述混合物破碎成顆粒，顆粒的粒度為最大3mm。然后，再加入還原劑和冶煉渣改性劑，還原劑采用煤粉或蘭炭粉，還原劑重量為原料重量的10% 15%;冶煉渣改性劑也為原料重量的10% 15%，冶煉渣改性劑為顆粒狀的硼鎂石、石膏、蛭石和獨(dú)居石，顆粒大小為最大3mm;其中硼鎂石、石膏、蛭石、獨(dú)居石之間的重量比為4 1 5 1 1。然后裝窯在臺(tái)面上鋪設(shè)厚度為250 400mm的經(jīng)上述步驟混合均勻的混合料，再在混合料上鋪設(shè)煤粉，煤粉層的厚度是10 20mm，煤粉是為增大還原氧化物礦和冶煉窯的還原氣氛。 這時(shí)開(kāi)始進(jìn)行冶煉，冶煉溫度控制在1250 1400°C，冶煉時(shí)間為4 10小時(shí)，使渣與熔融金屬得到分離。分離后的渣與熔融金屬分別從冶煉窯內(nèi)排出。熔融金屬經(jīng)水淬或自然冷卻后得到金屬塊。高溫渣送往余熱發(fā)電裝置的鍋爐用來(lái)發(fā)電，可供給生產(chǎn)系統(tǒng)的用電。發(fā)電后的冷卻渣用來(lái)做制造水泥的添加劑。冶煉時(shí)排出的高溫廢煙氣用風(fēng)機(jī)吹到冶煉窯臺(tái)面底部通道加熱原料。從冶煉窯底部出來(lái)的高溫廢氣再進(jìn)入蘭炭干餾爐，用于煤的干餾，產(chǎn)生煤氣，供給上述冶煉窯冶煉金屬用，干餾爐出來(lái)的廢氣進(jìn)入余熱發(fā)電裝置的另一鍋爐也用來(lái)發(fā)電，供給生產(chǎn)系統(tǒng)的用電。鍋爐排出的低溫廢氣經(jīng)凈化處理后用來(lái)烘干礦石原料。實(shí)施例1 將含水的紅土鎳礦(Ni 1.01%, TFe45% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量15%的煤粉，7%的上述冶煉渣改性劑，混合均勻。然后在冶煉窯臺(tái)面鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉。裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始進(jìn)行還原冶煉，溫度控制在1250°C，還原時(shí)間為10小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。實(shí)施例2:將含水的紅土鎳礦(Nil. 02%,TFe46% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量14%的煤粉，14%的上述冶煉渣改性劑，混合均勻。然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉。裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1300°C，還原時(shí)間為8小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。實(shí)施例3:將含水的紅土鎳礦(Nil. 1%, TFe48% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量13%的煤粉，13%的冶煉渣改性劑，混合均勻。然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉。裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1350°C，還原時(shí)間為5小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。
實(shí)施例4:將含水的鐵精礦粉(IFe65% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量11%的煤粉，11%的冶煉渣改性劑，混合均勻。然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉。裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1400°C，還原時(shí)間為5小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。實(shí)施例5:將含水的鐵精礦(IFe64% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量10%的煤粉，10%的冶煉渣改性劑，混合均勻。然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉。裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1450°C，還原時(shí)間為4. 5小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，按以下步驟完成首先在含吸附水的金屬氧化物(即礦石原料)中加入干燥劑，攪拌均勻，使金屬氧化物脫水干燥；再把上述混合物進(jìn)行破碎，加入還原劑和冶煉渣改性劑，混合均勻；然后裝窯在冶煉窯臺(tái)面上堆上經(jīng)上述步驟混合均勻后的混合料，再在混合料上鋪設(shè)煤粉；裝窯后使用干餾煤氣進(jìn)行冶煉；經(jīng)冶煉，渣與熔融金屬得到分離，分離后的渣與熔融金屬分別從冶煉窯內(nèi)排出；熔融金屬經(jīng)水淬或自然冷卻后得到金屬塊；高溫渣送往余熱發(fā)電裝置的鍋爐用來(lái)發(fā)電，可供給生產(chǎn)系統(tǒng)的用電；發(fā)電后的冷卻渣用來(lái)做制造水泥的添加劑；冶煉時(shí)排出的高溫廢氣用風(fēng)機(jī)送往上述冶煉窯臺(tái)面底部的通道用來(lái)加熱原料；當(dāng)高溫廢氣從冶煉窯底部通道排出后，再進(jìn)入煤干餾爐用于煤的干餾，產(chǎn)生煤氣，以供給上述冶煉窯冶煉金屬用；從干餾爐出來(lái)的廢氣送入余熱發(fā)電裝置的另一鍋爐也用來(lái)發(fā)電，供給生產(chǎn)系統(tǒng)的用電；鍋爐排出的低溫廢氣經(jīng)凈化處理后用來(lái)烘干上述礦石原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于所述干燥劑為鈣質(zhì)生石灰，干燥劑的用量為金屬氧化物重量的3 4%，加入的干燥劑使金屬氧化物脫水干燥至濕度為重量含量的11% 16% ；脫水干燥后混合物破碎顆粒的粒度為最大 3mm ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于所述還原劑采用煤粉或蘭炭粉，還原劑重量為原料重量的10% 15% ；冶煉渣改性劑也為原料重量的10% 15%，冶煉渣改性劑為顆粒狀的硼鎂石、石膏、蛭石和獨(dú)居石，顆粒大小為最大 3mm;其中硼鎂石、石膏、蛭石、獨(dú)居石之間的重量比為4 1 5 1 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于在臺(tái)面上鋪設(shè)所述混合料的厚度為250 400mm，鋪設(shè)煤粉層的厚度是10 20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于冶煉溫度控制在1250 1400°C，冶煉時(shí)間為4 10小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于將含水的紅土鎳礦(Ni 1.01%, TFe45% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為 3mm,加入原料重量15%的煤粉，15%的上述冶煉渣改性劑，混合均勻。然后在冶煉窯臺(tái)面鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉，裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始進(jìn)行還原冶煉，溫度控制在1250°C，還原時(shí)間為10小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于將含水的紅土鎳礦(Nil. 02%，TFe46% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為 3mm，加入原料重量14%的煤粉，14%的上述冶煉渣改性劑，混合均勻；然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉；裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1300°C，還原時(shí)間為8小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于將含水的紅土鎳礦(Nil. 1%，TFe48% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為 3mm，加入原料重量13%的煤粉，13%的冶煉渣改性劑，混合均勻；然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉；裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1350°C，還原時(shí)間為5小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于將含水的鐵精礦粉aFe65% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量11 %的煤粉，11%的冶煉渣改性劑，混合均勻；然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉；裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在1400°C，還原時(shí)間為5小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出ο
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的方法，其特征在于將含水的鐵精礦(π^64% )用3%鈣質(zhì)生石灰攪拌均勻干燥，顆粒大小破碎到最大為3mm，加入原料重量10%的煤粉，10%的冶煉渣改性劑，混合均勻；然后在冶煉窯臺(tái)面上鋪上250mm所述的混合料，再在上面覆蓋一層15mm煤粉；裝好冶煉窯臺(tái)面后，開(kāi)始還原冶煉，溫度控制在 1450°C，還原時(shí)間為4. 5小時(shí)，使渣與金屬得到分離，分離后的渣與金屬?gòu)囊睙捀G內(nèi)分別排出ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用綜合利用技術(shù)冶煉金屬的新方法。首先在含吸附水的礦石原料中加入干燥劑，使金屬氧化物脫水干燥。破碎后加入還原劑和冶煉渣改性劑裝窯。在冶煉窯臺(tái)面上堆上混合料，再在混合料上鋪設(shè)煤粉。使用干餾煤氣進(jìn)行冶煉。經(jīng)冶煉熔融金屬經(jīng)水淬或自然冷卻后得到金屬塊。高溫渣送往余熱發(fā)電裝置的鍋爐用來(lái)發(fā)電，發(fā)電后的冷卻渣用來(lái)做制造水泥的添加劑。冶煉時(shí)排出的高溫廢氣送往冶煉窯臺(tái)面底部的通道用來(lái)加熱原料。高溫廢氣從冶煉窯底部通道排出后，再進(jìn)入煤干餾爐用于煤的干餾，產(chǎn)生煤氣，從干餾爐出來(lái)的廢氣送入鍋爐也用來(lái)發(fā)電。本發(fā)明取代了傳統(tǒng)高爐、電爐的冶煉工藝，具有投資小，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，效率高，能耗低，污染少、環(huán)境好，產(chǎn)品成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21B11/00GK102296136SQ20111012147
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者董書(shū)通 申請(qǐng)人:毛耐文