[發明專利]一種低品位錳礦制備錳鐵合金的生產工藝

有效

• 申請號: 201110300784.6
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102382977A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 吳光亮;周超洋;孟征兵;李一為
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/16
• 分類號: C22B1/16;C22B5/02;C22B47/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種低品位錳礦制備錳鐵合金的生產工藝，尤其涉及一種利用金屬錳含量較低的錳礦資源，制備高錳含量的錳合金的生產工藝。

背景技術

目前，錳鐵合金生產有三大類，一類是高爐法冶煉高爐錳鐵，該方法為使用錳含量較高，鐵含量相對低的錳原礦，并需將錳礦進行燒結處理，入高爐錳礦或錳燒結礦錳含量需大于35％，該工藝非常成熟，生產的高爐錳鐵錳含量相對較高，金屬錳含量可大于65％，但存在如下不足：對錳礦要求較高，需要高錳含量和低鐵含量錳礦，資源適應性差；流程長需要進行燒結處理，采用高爐冶煉，環境負荷重；高爐冶煉需要采用超過飽和配碳，錳鐵中碳含量高，只能生產高碳或中碳錳鐵，且硅含量低，受資源和成本限制，目前高爐錳鐵產品占市場錳鐵合金的量不足10％；另一類是高爐+礦熱爐法冶煉硅錳合金，針對我國錳礦資源較為豐富，但多為低品位、多金屬或非金屬伴生礦，錳含量在15-30％的錳礦資源占錳礦資源70％以上的特點，將這部分資源進行燒結處理，然后利用高爐將部分鐵和錳礦分離，高爐冶煉獲得生鐵和富錳渣，然后利用礦熱爐將富錳渣生產成硅錳合金，硅錳合金中有效合金元素硅和錳含量可超過80％，較高爐錳鐵有效合金元素硅和錳含量之和提高10％以上，且資源適應性明顯增強。但該工藝流程長，環境負荷非常巨大，生產效率低，生產成本高，錳的綜合回收僅在90％左右；第三類是采用金屬錳，利用中頻感應爐，配加廢鋼，生產不同等級的錳鐵合金，該生產方法簡單、成熟，但該方法使用金屬錳為主要原材料，造成原料資源緊缺，且金屬錳制造過程復雜，成本高，環境污染嚴重，屬高能耗高污染產業。因此，開發一種能夠無污染、低成本利用廉價利用低品位錳鐵生產高品位錳鐵合金工藝，代替傳統錳鐵合金生產工藝具有十分重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠無污染、低成本廉價利用低品位錳鐵生產高品位錳鐵合金工藝，代替傳統錳鐵合金生產工藝的方法；達到縮短錳鐵生產工藝流程，減少環境污染，降低生產成本和提高產品質量等之目的。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

將金屬錳含量為15-30％的低品位錳礦烘干，磨成粉狀，將還原劑、催化劑、溶劑和粘接劑混合，成型成復合原料，還原劑按錳礦中的錳被還原成金屬錳所需還原劑質量的1.0-1.5倍加入，所述的催化劑選自氧化錳、五氧化二釩、鐵粉、錳粉中的一種或幾種；將復合原料置入回轉窯或隧道瑤內，以煤氣或天然氣作為能源，煤氣或天然氣的空氣過剩系數控制在0.9-1.0之間，在氬氣或氮氣保護下進行三段式還原燒結，將反應后的物料推出回轉窯或隧道瑤，采取自然或通風強制冷卻，待溫度降至25-150℃時，再次磨成粉，磁選后，得到錳鐵合金和尾渣；所述的三段式還原燒結是：在常溫下以1-4℃/分鐘的升溫速度將復合原料加熱到400±80℃，并保溫0.5-5小時，然后以2-5℃/分鐘的升溫速度將復合原料加熱至750±80℃，保溫0.5-5小時，再以1-4℃/分鐘的升溫速度將復合原料加熱至1100±150℃，保溫0.5-6小時；在整個還原熱處理過程中保持爐內氣壓力為0.12-0.15MPa。

所述還原劑包括焦碳、類石墨、石油焦、金屬鋁、碳化硅、碳化鈣中的一種或幾種。

按低品位錳礦總質量的0.2-1.5％加入催化劑。

所述催化劑的純度均不低于95.00％。

按低品位錳礦質總質量的0.2-1.0％加入溶劑，按低品位錳礦總質量的0.2-1.5％加入粘接劑。

所述的溶劑為堿金屬氧化物、螢石、石英中的一種或幾種。

所述的粘接劑選自有機樹脂、糖渣、造紙漿、水玻璃的一種或幾種。

成型過程中采用成型設備制成的復合原料，單個低品位復合原料的體積為5-30立方厘米。

低品位錳礦烘干后磨細成100-200目粉狀物。

反應后的物料待溫度降至25-150℃時，再次磨細成100至200目粉。