[發(fā)明專(zhuān)利]制備金屬單質(zhì)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310204665.X
• 申請(qǐng)日: 2013-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103667564A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳道洪;李志遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21B11/00
• 分類(lèi)號(hào): C21B11/00;C22B5/10
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及制備金屬的方法。

背景技術(shù)

熔融還原是一種通過(guò)向還原爐內(nèi)裝入金屬礦物、含碳物料和助熔劑，吹入富氧或純氧把金屬礦物中的金屬氧化物還原而直接生成熔融金屬的方法。以煉鐵為例，熔融還原法比傳統(tǒng)高爐法流程短，成本低，污染小，無(wú)需煉焦、燒結(jié)工序，無(wú)需焦炭作為燃料。熔融還原煉鐵已成為當(dāng)今的科研課題。

然而現(xiàn)有的熔融還原的方法多存在以下缺點(diǎn)和不足：1、存在于熔渣中一定量的FeO，難以還原，隨熔渣排出，造成鐵資源的浪費(fèi)；2、從還原爐頂部加入的煤粉，易漂浮在熔渣層表面，難以還原熔渣層內(nèi)的FeO；3、從還原爐頂部加入的煤粉，可能保持在靠近還原爐內(nèi)側(cè)壁，造成耐火材料襯里磨損嚴(yán)重，需經(jīng)常停爐更換，導(dǎo)致作業(yè)率低。

因此，對(duì)于熔融還原制備金屬的方法還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種制備金屬單質(zhì)的方法，該方法可以顯著提高金屬還原率以及作業(yè)效率。

為此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備金屬單質(zhì)的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：將金屬塊狀物和助熔劑在還原爐中進(jìn)行熔融還原處理，以便形成熔渣層和熔融液；向還原爐中通入還原劑、燃?xì)庖约把鯕猓沟盟鲞€原劑的一部分燃燒，以便產(chǎn)生熱量和高溫?zé)煔猓灰约袄檬Ｓ嗟乃鲞€原劑還原所述金屬塊狀物中的金屬氧化物，以便得到所述金屬單質(zhì)；其中，利用所述高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收利用；對(duì)所述高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵后，利用其對(duì)所述燃?xì)膺M(jìn)行預(yù)熱；所述預(yù)熱的燃?xì)馔鲞€原劑進(jìn)行混合，利用所述預(yù)熱的燃?xì)鈱⑦€原劑吹送至所述還原爐中；所述氧氣直接通入所述熔渣層中。

利用上述方法可以有效地制備得到金屬單質(zhì)，并對(duì)產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分利用，由此可以進(jìn)一步對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行二次利用，避免熱量的浪費(fèi)，提高熱利用率，例如利用高溫?zé)煔膺M(jìn)行發(fā)電以及對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行預(yù)熱，不僅顯著提高了該方法的附加產(chǎn)值，同時(shí)對(duì)通入還原爐的燃?xì)膺M(jìn)行預(yù)熱，可以進(jìn)一步提高還原效率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備單質(zhì)的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述還原劑和燃?xì)鈴倪€原爐的底部和頂部的至少一種方式噴入；由此從還原爐的底部噴入還原劑，經(jīng)過(guò)熔融液預(yù)熱，再通過(guò)熔渣層，還原其中的金屬氧化物，可大幅減少熔渣中金屬氧化物的含量，提高金屬還原率，降低資源的浪費(fèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述余熱回收利用方法為利用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并可進(jìn)一步利用所述蒸汽進(jìn)行發(fā)電。由此可以進(jìn)一步提高對(duì)高溫?zé)煔獾脑俅卫茫员氵M(jìn)一步優(yōu)化制備金屬單質(zhì)工藝。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述還原劑為褐煤、煙煤、無(wú)煙煤中的至少一種。由此可以進(jìn)一步提高還原金屬單質(zhì)的效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述燃?xì)鉃榻範(fàn)t煤氣或天然氣。由此利用其燃燒產(chǎn)生的熱量維持還原爐的溫度，以便進(jìn)一步提高制備金屬的效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述氧氣是以含氧量位至少30體積%的氣體混合物的形式提供的。由此可以進(jìn)一步提高制備金屬單質(zhì)的效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熔融還原處理是1400～1700攝氏度的溫度下進(jìn)行的。由此可以使得金屬單質(zhì)熔融成液態(tài)，以便排除還原爐。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制備金屬單質(zhì)的工藝圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備金屬單質(zhì)的方法，該方法具體包括：

首先，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將金屬塊狀物和助熔劑在還原爐中進(jìn)行熔融還原處理，以便形成熔渣層和熔融液。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，熔融還原處理是1400～1700攝氏度的溫度下進(jìn)行的，由此可以達(dá)到金屬的熔點(diǎn)，以便其熔融成液態(tài)，以便排出還原爐。