[發(fā)明專利]金屬礦石還原單質(zhì)的方法及專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710050734.0
• 申請日: 2007-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN101177729A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪洋
• 申請（專利權(quán)）人: 汪洋
• 主分類號(hào): C22B1/02
• 分類號(hào): C22B1/02;C22B1/14;C22B5/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 廖世傳

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及礦石冶煉，特別是金屬礦石還原單質(zhì)的方法；本發(fā)明還涉及專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備。

(二)背景技術(shù)：

目前冶金行業(yè)在對金屬礦石還原相應(yīng)金屬單質(zhì)時(shí)，一般是將金屬礦石與還原劑、粘合劑等粉碎、混合后，即直接進(jìn)行燒結(jié)和還原焙燒，例如：申請?zhí)枮椋?00710126511.8，名稱為《采用鼓風(fēng)爐制備高鎳材料的生產(chǎn)工藝》的中國發(fā)明專利，它公開了一種采用鼓風(fēng)爐制備高鎳材料的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝是將無煙煤、石灰石、紅土鎳礦分別進(jìn)行烘干、粉碎、篩分；然后將篩分得到的無煙煤、石灰石、紅土鎳礦按比例進(jìn)行混合得到混合物料；將混合物料進(jìn)行燒結(jié)，然后將燒結(jié)物進(jìn)行粉碎、熱篩分、冷篩分得到燒結(jié)鎳礦；將燒結(jié)鎳礦、焦炭按比例分別裝入定量料斗，送入鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱、高溫還原熔煉，此過程中需定時(shí)排渣，定時(shí)出產(chǎn)品，所得產(chǎn)品即為高鎳材料。但實(shí)際上，將燒結(jié)物再粉碎入爐其工藝存在下述問題：首先，低溫?zé)Y(jié)再粉碎只能浪費(fèi)能耗，而高溫還原磁選進(jìn)鼓風(fēng)爐，粉末將吹損；此外，將還原熔煉好的物料直接取出待其冷卻，會(huì)出現(xiàn)二次氧化問題。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明將公開成本低廉、生產(chǎn)工藝簡單、還原效果好的金屬礦石還原單質(zhì)的方法；本發(fā)明還將公開專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備。

本發(fā)明所述金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其步驟如下：

1)取金屬礦石、還原劑、粘合劑破碎，將它們的破碎物混合均勻；

其中，本發(fā)明所述方法最適用于錳礦還原單質(zhì)錳，或鎳礦還原單質(zhì)鎳等金屬單質(zhì)，當(dāng)然也可以用于其它金屬礦石還原相應(yīng)金屬單質(zhì)，特別適合應(yīng)用于低品位金屬礦石；所述金屬礦石與還原劑、粘合劑的用量配比按重量份一般為，金屬礦石∶還原劑∶粘合劑＝1∶0.1～0.2∶0.01～0.05；所述還原劑可采用煤碳或焦粉等現(xiàn)有常用的還原劑；而粘合劑也可采用現(xiàn)有常用的粘合劑，如石灰，或硅酸鈉，或泥土等；一般來說，最好將金屬礦石與還原劑、粘合劑破碎至50～150目；

2)所得的混合破碎物制成球團(tuán)狀的物料；一般來說，可將混合破碎物制成直徑10～25mm的球團(tuán)；

3)所得的物料先進(jìn)行干燥，再置于800～1300℃環(huán)境中還原焙燒1～2小時(shí)；一般來說，所得的物料先于200～500℃中烘干15～60分鐘，再進(jìn)行還原焙燒；

4)焙燒后的物料置于無氧環(huán)境中進(jìn)行冷卻，即得到金屬單質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明所述的金屬礦石還原單質(zhì)方法而專門設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備，可以將水泥生產(chǎn)線加以改造而成。根據(jù)水泥生產(chǎn)工藝安排的水泥生產(chǎn)線，包括粉碎機(jī)、提升機(jī)、混料料倉、成球機(jī)、立窯、裝卸料裝置等，而在本發(fā)明還原焙燒設(shè)備中，主要是對立窯進(jìn)行改造，其次是加裝烘干機(jī)。

1、立窯進(jìn)行改造：

①、利用立窯腰風(fēng)管，將連接風(fēng)機(jī)的腰風(fēng)管提升至立窯上部，使立窯的頂部成為燃燒帶；將立窯內(nèi)壁下部改為雙層內(nèi)外壁，并將耐火磚去掉而砌上鐵磚，鐵磚內(nèi)壁外設(shè)水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，使立窯的下部成為冷卻帶；燃燒帶和冷卻帶之間的立窯中段變?yōu)榕酂龓А?/p>

②、所述風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī)，在立窯燃燒帶增設(shè)熱電耦裝置利用微機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)力大小以控制溫度。

③、所述水冷卻循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有熱電耦裝置，以便測量溫度、控制水流量。

④、布料機(jī)需使用耐高溫材料以應(yīng)對經(jīng)烘干的高溫物料。

⑤、另將立窯出口處設(shè)置的圓塔篦、圓塔篦的托盤和動(dòng)靜鱷板改為耐高溫的圓塔篦、圓塔篦的托盤和動(dòng)靜鱷板。

2、在成球機(jī)和立窯之間增設(shè)烘干機(jī)，烘干機(jī)的出口接立窯進(jìn)口處的布料機(jī)；立窯的煙道連通烘干機(jī)，利用立窯煙道的余熱補(bǔ)充烘干機(jī)熱量，避免煙道余熱直接的排放而污染環(huán)境、浪費(fèi)能量。

3、立窯頂部和卸料裝置中設(shè)布袋除塵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無塵生產(chǎn)和裝卸。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明所述金屬礦石還原單質(zhì)的方法可對高低品位的錳、鎳等多種金屬礦石進(jìn)行還原單質(zhì)，其生產(chǎn)成本較低，工藝簡單，操作簡單，產(chǎn)量高。而且先將原料成團(tuán)后再進(jìn)行還原焙燒，解決了粉礦入爐影響爐況，增加能耗和粉末透氣性差無法冶煉等問題；此外，物料在冷卻過程中不會(huì)出現(xiàn)二次氧化，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2、專門為上述方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備，利用水泥生產(chǎn)線(特別是20萬噸以下小水泥生產(chǎn)線)改造而成，可以避免類似設(shè)備浪費(fèi)，節(jié)省大量的建設(shè)資金；在水泥生產(chǎn)線中，只要花少量的資金局部對立窯進(jìn)行改造，增加烘干機(jī)即可投產(chǎn)使用，建設(shè)周期短、投資回收期快。

(四)附圖說明：

圖1為本發(fā)明金屬礦石還原焙燒設(shè)備的一種實(shí)施方式中燒成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1燒成系統(tǒng)中立窯的結(jié)構(gòu)示意圖。