[發(fā)明專利]用催化劑對鉻鐵礦進(jìn)行碳熱直接還原以用于鉻鐵合金的生產(chǎn)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780090325.5
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN110651054B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于大偉;多甘·帕克通
• 申請（專利權(quán)）人: 由加拿大自然資源部長代表的加拿大女王陛下
• 主分類號: C22B34/32
• 分類號: C22B34/32;C22B5/10;C22C27/06
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 孫微;金小芳

1.一種由鉻鐵礦礦石或鉻鐵礦精礦生產(chǎn)鉻鐵合金的方法，包括：

(a)將所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦與碳質(zhì)還原劑和氯化鈣混合以生成進(jìn)料，其中使用的所述碳質(zhì)還原劑具有通過100Tyler目的粒度級，其中所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦為粉末形式，所述氯化鈣為無水形式、水合形式或它們的組合并且為精細(xì)研磨的粉末形式，其中所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦的粒度小于48Tyler目，其中將所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦與不少于化學(xué)計量的所述碳質(zhì)還原劑混合，其中所述氯化鈣的總質(zhì)量在所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦的10重量％至35重量％的范圍內(nèi)；

(b)在150℃至300℃的溫度下干燥所述進(jìn)料以除去水分；

(c)將干燥的進(jìn)料供至溫度在1200℃至1400℃范圍內(nèi)的高溫反應(yīng)容器中，以直接還原所述干燥的進(jìn)料中的所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦，從而生成產(chǎn)物混合物，該混合物包含含有一氧化碳的廢氣和固體產(chǎn)物；以及

(d)處理所述產(chǎn)物混合物，以將所述鉻鐵合金與殘余的脈石和尖晶石分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳質(zhì)還原劑的所述化學(xué)計量是將所述鉻鐵礦礦石或所述鉻鐵礦精礦中的鉻和鐵的氧化物完全還原并形成一氧化碳所需的所述碳質(zhì)還原劑中的碳連同形成碳化物形式的合金所需的額外的碳的量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳質(zhì)還原劑為石墨、焦炭、煤、木炭或其混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(a)之后且在步驟(b)之前，通過造球或壓塊使所述進(jìn)料團(tuán)聚以形成球團(tuán)或團(tuán)塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)在加熱容器中進(jìn)行，通過燃燒燃料進(jìn)行加熱。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述加熱容器為選自豎式爐、多膛爐、隧道窯和回轉(zhuǎn)窯中的一者。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)中的所述直接還原的反應(yīng)時間為2小時或更短。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(c)中，所述產(chǎn)物混合物包含鉻鐵合金、以及殘余的脈石和尖晶石，其中所述鉻鐵合金與所述殘余的脈石和尖晶石分離。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中產(chǎn)生自所述步驟(c)的廢氣包含一氧化碳。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述一氧化碳通過洗滌器進(jìn)行處理，并且隨后進(jìn)行儲存或燃燒以用于熱量回收。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過用水浸提進(jìn)一步處理產(chǎn)生自步驟(c)的固體產(chǎn)物，以回收氯化鈣。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過適度粉碎而使來自步驟(c)的所述固體產(chǎn)物破碎的步驟。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中通過進(jìn)一步處理由浸提產(chǎn)生的浸提液而使氯化鈣再生，并且該氯化鈣隨后以其固體形式或以濃縮的水溶液形式被回收利用。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括加熱所述浸提液以通過蒸發(fā)來使所述氯化鈣析出或濃縮，其中通過燃燒燃料或由步驟(c)生成的富含CO的廢氣來產(chǎn)生所需的熱量。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(d)中，通過重力、篩分、磁力分離或它們的組合來進(jìn)行所述鉻鐵合金與不需要的物質(zhì)的物理分離。