[發(fā)明專利]一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410237325.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103993117A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王德永;王慧華;陳棟;洪瀾
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B1/24
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法。

背景技術(shù)

我國礦產(chǎn)資源儲量豐富，但富礦極少，貧礦與多金屬共生礦較多，這為選冶技術(shù)帶來重大難題。與此同時(shí)，我國又是鋼鐵大國，鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)多年高居全球第一，鐵礦石和鐵合金需求量巨大。限于我國的資源現(xiàn)狀，每年不得不大量進(jìn)口國外優(yōu)質(zhì)礦石用于滿足國內(nèi)巨大的市場需求，極大制約了鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展。

錳鐵是煉鋼領(lǐng)域最常用的鐵合金之一，而錳礦是生產(chǎn)錳鐵合金的主要原料。我國錳礦資源分布不均，大部分錳礦分布在廣西、湖南等地，產(chǎn)占全國錳礦儲量的56%。各地錳礦質(zhì)量較差，以貧礦為主，富錳礦儲量只占6.4%，且由于過度開采而日趨枯竭。低品位錳礦由于礦石品位低，含雜質(zhì)高，粒度細(xì)且相互嵌生，技術(shù)加工性能很不理想。

目前，國內(nèi)外低品位錳礦綜合利用技術(shù)主要包括以下兩個(gè)方面：

(1)?濕法浸出工藝處理低品位錳礦，選擇化學(xué)試劑使礦石中的錳轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄裕缓髢艋コs質(zhì)，最后用電沉積或結(jié)晶的方法獲得錳產(chǎn)品；這種方法時(shí)長，流程復(fù)雜，且處理廢水對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

(2)?焙燒法處理低品位錳礦，利用C、H、CO等作為還原劑在反射爐、回轉(zhuǎn)窯、流化床或微波反應(yīng)器中將四價(jià)錳還原成二價(jià)錳，還原生成的二價(jià)錳可溶于酸，浸出液經(jīng)過凈化除雜，得到純凈的含錳溶液用于制取最終的錳產(chǎn)品。還原焙燒是目前處理高品位錳礦最通行的生產(chǎn)工藝；其缺點(diǎn)是投資大、能耗高、焙燒過程排放煙氣對環(huán)境有污染。

綜上，無論是濕法浸出還是還原焙燒—浸出工藝，在處理低品位錳礦中均存在明顯不足。所以深入研究和開發(fā)低品位錳礦處理新技術(shù)，研發(fā)利用低品位錳礦制備錳鐵合金的新方法，對提高日益貧化的錳礦產(chǎn)資源利用率，進(jìn)一步發(fā)展錳系產(chǎn)品工業(yè)，降低環(huán)境污染，走可持續(xù)發(fā)展道路均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，實(shí)現(xiàn)了低品位錳礦的高附加值利用。?

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，包括以下步驟：

(1)將低品位錳礦與鐵礦粉混合破碎、球磨，再過150～300目篩網(wǎng)，得到篩上物與篩下物；

所述低品位錳礦中錳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15～30%；

所述鐵礦粉中鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60～65%；

所述低品位錳礦與鐵礦粉的質(zhì)量比為2.0～4.0；

(2)將上述篩下物與煤粉、生石灰、膨潤土、水混合后進(jìn)行造球得到生球，將生球干燥；

所述篩下物與煤粉、生石灰、膨潤土、水的質(zhì)量比為100∶(15～30)∶(5～10)∶(2～3)：(7～9)；

?(3)將干燥后的生球于1450℃～1550℃處理8～15min，冷卻后機(jī)械破碎，經(jīng)磁選得到錳鐵合金。

上述技術(shù)方案中，步驟(2)中，利用盤式造球機(jī)進(jìn)行造球；制備的生球的直徑為10～16mm；生球干燥溫度為105℃，干燥時(shí)間為4h。

本發(fā)明通過磨礦、配碳、造球技術(shù)，利用快速熔融還原將錳礦和鐵礦同時(shí)還原，金屬鐵和錳在高溫下無限互溶，鐵礦粉的加入可促進(jìn)錳礦的還原，生石灰的加入調(diào)整了爐渣流動性，有利于渣—金屬分離，經(jīng)過磁選得到了高質(zhì)量粒狀錳鐵合金，其中錳質(zhì)量含量為45%～70%，鐵質(zhì)量含量為25%～45%，其余為碳和雜質(zhì)。可以利用干式磁選機(jī)對破碎物進(jìn)行磁選得到高品質(zhì)產(chǎn)物，磁選時(shí)的磁場強(qiáng)度可以為100～150kA/m。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明通過快速熔融還原首先得到液態(tài)金屬鐵，還原出的錳會被鐵液吸收，降低了生成物錳的濃度，加速了錳礦的還原，減少了錳在高溫下的揮發(fā)損失，金屬收得率高，大大提高了低品位錳礦的利用率。

（2）本發(fā)明采用生石灰對爐渣成分有效控制，在高溫下易于實(shí)現(xiàn)渣—金屬分離，還原產(chǎn)物冷卻后，經(jīng)簡單的機(jī)械破碎即可得到高品質(zhì)粒狀錳鐵合金。

（3）本發(fā)明利用快速還原技術(shù)一步法制得錳鐵合金，整個(gè)制備過程無污染，方法簡單可控，易于操作，處理時(shí)間短，所有原料無需精制，工業(yè)級即可，適合工業(yè)化生產(chǎn)；并且制備的錳鐵合金品質(zhì)高，產(chǎn)物中錳含量可超過60%，解決了低品位錳礦處理難的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了低品位錳礦的高附加值利用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

本實(shí)施例所用的低品位錳礦與鐵礦粉的組分含量范圍見表1與表2。

表1?低品位錳礦成分范圍