[發明專利]從鋁硅鐵混合礦中碳還原工業化生產硅鐵合金的方法

無效

• 申請號: 201110233352.8
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102286662A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 盧惠民
• 申請（專利權）人: 中陜金屬礦業有限公司;北京航空航天大學
• 主分類號: C22B5/10
• 分類號: C22B5/10
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發明涉及對礦物進行分離的方法，更特別地說，是指一種從鋁硅鐵混合礦中碳還原生產硅鐵合金的方法。

背景技術

不同產地的原礦(毛礦)選冶可行性不盡相同。一般對于原礦(毛礦)選冶大體分兩種，一種是通過選礦分別得到工業上可進一步處理的合格鐵精礦和鈦精礦，鐵精礦通過配備一定數量的富鐵礦，可以通過高爐冶煉，得到生鐵；鈦精礦通過碳熱還原熔煉得到高鈦渣，還可以進一步深加工；另外一種對品位低并且難選難冶的原礦(毛礦)，很難通過選礦手段得到合格的鐵精礦和鈦精礦，至今沒有很好的辦法處理。

中陜金屬礦業有限公司擁有陜西紫陽安溝-朱溪河、嵐皋官元兩礦區鋁釩鈦鐵硅礦資源。根據陜西省地質礦產勘查開發局區域地質礦產研究院普查工作結果，兩礦區共估算推斷和預測的礦石資源量約3.5億噸，礦床規模已達大型規模。兩礦區分布的鋁釩鈦鐵硅礦礦床，礦體賦存于輝綠巖體中，礦石中含有鐵、釩、鈦、鋁、硅、鈷、鈣、鎂、錳、硫、磷、鈧等多種有益元素，礦石組合類型復雜，屬難選冶復雜鋁釩鈦鐵硅復合共生礦類型。

按照礦石結構組成，對陜西紫陽安溝-朱溪河、嵐皋官元兩礦區鋁釩鈦鐵硅礦資源通過選礦得到釩鈦磁鐵礦和鋁硅鐵混合礦。

鋁硅鐵混合礦中包括有綠泥石、蛇紋石、高嶺石及黑云母等層狀硅酸鹽，很難用傳統方法將鋁硅鐵分離。通過特殊冶金方法，得到高鋁渣作為提取氧化鋁的重要原料，同時得到硅鐵合金用作煉鋼脫氧劑。

發明內容

本發明的目的是提出一種從鋁硅鐵混合礦中碳還原工業化生產硅鐵合金的方法，該方法在生產工藝、生產設備上需求較低，能夠大大地節約生產成本，降低生產強度。更佳有利于對現有熔煉爐進行改進，并在爐體上安裝多個噴槍來實現閃速懸浮熔煉提純產物處理。

本發明是一種從鋁硅鐵混合礦中碳還原工業化生產硅鐵合金的方法，其特征在于包括有下列步驟：

步驟一：制鋁硅鐵混合粉

將鋁硅鐵混合礦采用機械粉碎方式破碎得到粒度為200目～400目的鋁硅鐵混合粉；

步驟二：制煙煤粉

將煙煤采用機械粉碎方式破碎得到粒度小于120目的煙煤粉；

步驟三：閃速懸浮還原與熔分

(A)將鋁硅鐵混合粉裝入其中一個噴槍容器中，調節該噴槍壓力在1～5MPa下，使鋁硅鐵混合粉射入閃速懸浮還原爐中，供料速度1～20公斤/分鐘；

(B)將煙煤粉裝入另一個噴槍容器中，調節該噴槍壓力在1～5MPa下，使煙煤粉射入閃速懸浮還原爐中，供料速度1～20公斤/分鐘；

鋁硅鐵混合礦和煙煤的用量百分比：100公斤的鋁硅鐵混合礦中加入12～20公斤煙煤粉；

(C)在閃速懸浮還原爐的上方連接上煤氣通道，調節煤氣射入閃速懸浮還原爐的壓力為1～5MPa，每噸鋁釩鐵混合礦需要用煤氣量為25～30立方，該煤氣通道引入的煤氣在燃燒過程中能夠提供1600℃～1700℃的熔化溫度；

(D)在閃速懸浮還原爐的懸浮分離區處進行還原分離出鐵硅水合金，熔分完成后，定期從閃速懸浮還原爐中放出硅鐵水和高鋁渣。

在本發明中，閃速懸浮還原爐的爐體上設有偶數個噴槍，如4支噴槍、6支噴槍、或者8支噴槍，閃速懸浮還原爐在爐體的三分之一處開口并焊接上多個噴槍；其中一個噴槍連接鋁硅鐵混合粉容器，另一個噴槍則連接煙煤粉容器，噴槍之間間隔連接鋁硅鐵混合粉容器和煙煤粉容器。

本發明工業化生產硅鐵合金方法的優點在于：

①用鋁硅鐵混合礦在一種新型閃速懸浮爐內用鋁硅鐵混合礦為原料碳熱還原法得到硅鈦鐵合金，還原速度快，還原溫度低，得到硅鐵合金和高鋁渣，最大限度回收了鋁、硅和鐵。

②本發明的工業化生產硅鐵合金方法對生產設備、生產工藝要求降低，這樣有利于提高生產效率，硅鐵合金的產率是25～35％，降低生產成本。

③本發明的工業化生產硅鐵合金方法所用生產設備是對現有的熔煉爐與噴槍進行結合，不需真空熔煉環境下進行物料的熔煉分離。

④本發明生產方法從鋁硅鐵混合礦中回收鐵、鋁、硅的回收率分別為：鐵90％，鋁85％，硅80％。本發明的鋁硅鐵綜合回收利用率高，生產效率高，無環境污染，易于工業化推廣，社會效益和經濟效益顯著。

附圖說明

圖1是本發明從鋁硅鐵混合礦中碳還原生產硅鐵合金的工業化生產流程框圖。

圖2是本發明改進后的閃速懸浮爐剖面結構圖。

圖3是實施例1制得的本發明硅鐵合金產物的能譜圖。

圖3A是實施例1制得的本發明高鋁渣產物的能譜圖。

具體實施方式