用于金屬冶煉的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于金屬冶煉的方法，該方法包括：將含有金屬氧化物的金屬礦石、還原氣體引入到立式反應(yīng)器中，以便對金屬氧化物進行還原處理，并得到含有金屬單質(zhì)的還原產(chǎn)物；以及將還原產(chǎn)物引入到熔融爐中進行熔融分離處理，以便分別得到爐渣和液態(tài)金屬單質(zhì)。由此，利用該方法可以有效地冶煉金屬礦石，制得金屬單質(zhì)，并且可以有效地回收熔分處理所產(chǎn)生的熱量。
【專利說明】用于金屬冶煉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及用于金屬冶煉的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬冶煉的方法通常分為熱分解法、熱還原法和電解法三大類。一般情況下，位于氫后的金屬兀素如Hg、Ag等適用于熱分解法，K、Ca、Na、Mg、A1等適用于電解法，其他金屬如Fe、Zn、Cu、Sn等適用于熱還原法,可見熱還原法的金屬適用范圍廣。
[0003]目前，采用礦熱爐、加入固體還原劑進行冶煉是常用的熱還原冶煉方法，但是現(xiàn)在存在兩個缺點:(1)在壓球過程中，需要加入煤粉作為還原劑，熔分產(chǎn)生的渣量大，金屬品位降低，不利于后續(xù)提取分離；(2)加入固體還原劑可能帶入硫、磷等有害雜質(zhì)，加重后續(xù)脫硫脫磷工序負擔，甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)工人身體健康。
[0004]因此，目前金屬冶煉的方法，仍有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出了一種用于金屬冶煉的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:將含有金屬氧化物的金屬礦石、還原氣體引入到立式反應(yīng)器中，以便對所述金屬氧化物進行還原處理，并得到含有金屬單質(zhì)的還原產(chǎn)物；以及將所述還原產(chǎn)物引入到熔融爐中進行熔融分離處理，以便分別得到爐渣和液態(tài)金屬單質(zhì)。由此，利用根據(jù)本發(fā)明實施例的用于金屬冶煉的方法，可以有效地冶煉金屬礦石，制得金屬單質(zhì)，并且可以有效地回收熔融分離處理所產(chǎn)生的熱量。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述用于金屬冶煉的方法還可以具有下列附加技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，含有金屬氧化物的金屬礦石的平均粒度為10~20mm。由此，可以有效地促進還原反應(yīng)，提高還原處理的工作效率。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述還原氣體含有選自氫氣和一氧化碳的至少一種。由此，利用還原氣體可以有效地還原金屬礦石，進一步可以有效地獲得金屬單質(zhì)，并且利用還原氣體替代固體還原劑，可以有效地避免熔分產(chǎn)生的渣量大、后續(xù)提取分離困難等問題的發(fā)生，金屬回收率更高，從而可以獲得高品位、高純度的金屬單質(zhì)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述還原氣體的壓力為0.105~1.5MPa。由此,在該壓力條件下，可以有效地還原金屬礦石，提高產(chǎn)量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在800~1200攝氏度下進行所述還原處理。由此，可以有效地還原金屬礦石。由于立式反應(yīng)器還原產(chǎn)物送至熔融爐，在熔融爐內(nèi)還可以進行一定程度的還原，因此可適當降低立式還原反應(yīng)器還原氣的溫度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在1400~1900攝氏度下，進行所述熔融分離處理。由此，可以有效地將金屬單質(zhì)與其他雜質(zhì)分離，獲得高純度的金屬單質(zhì)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一·個實施例，所述熔融爐內(nèi)產(chǎn)生的高溫煙氣通過蓄熱體蓄熱后排出，利用所述蓄熱體蓄熱后的熱量對通入所述熔融爐內(nèi)的燃氣和助燃氣體的至少一種進行預(yù)熱處理。由此可以提高熱利用率，同時可以進一步提高熔融分離處理的效率。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例的面料組合物可以實現(xiàn)下列優(yōu)點至少之一:
[0015]1、根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬冶煉的方法，利用還原氣體替代還原劑，可以有效地避免熔分產(chǎn)生的渣量大、后續(xù)提取分離困難等問題的發(fā)生，金屬回收率更高，從而可以獲得聞品位、聞純度的金屬單質(zhì)；
[0016]2、根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬冶煉的方法，不會帶入硫、磷等有害雜質(zhì)，無需脫硫脫磷工序，既有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，又有利于環(huán)境保護，不會危害生產(chǎn)工人的身體健康；
[0017]3、根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬冶煉的方法，利用蓄熱體回收熔融爐內(nèi)產(chǎn)生高溫煙氣的熱量，可以降低對燃料熱值的要求，拓寬了燃料來源范圍，從而有利于選擇更低廉、更高效、更環(huán)保的燃料；
[0018]4、根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬冶煉的方法，利用立式反應(yīng)器進行還原處理，日處理量較大，從而適用于大規(guī)模大批量生產(chǎn)。
[0019]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點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，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的上述 和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于金屬冶煉的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0024]在本發(fā)明中，除非特別說明，所使用的術(shù)語“金屬礦石”應(yīng)做廣義理解，可以是任何含金屬塊狀物。
[0025]本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的:
[0026]在現(xiàn)有冶煉金屬技術(shù)中，還原處理金屬礦石時采用還原劑，例如還原煤，由此導致熔分產(chǎn)生的渣量大、后續(xù)提取分離難度大、金屬回收率低、金屬品位降低等，并且加入固體還原劑可能帶入硫、磷等有害雜質(zhì)，后續(xù)工序還需要脫硫脫磷工序負擔，既影響產(chǎn)品質(zhì)量又危害生產(chǎn)工人的身體健康。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠有效地解決例如上述技術(shù)問題。以下部分將對本發(fā)明技術(shù)方案的特征和優(yōu)點做進一步地描述。
[0027]本發(fā)明提出了一種用于金屬冶煉的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，首先將含有金屬氧化物的金屬礦石、還原氣體引入到立式反應(yīng)器中，以便對金屬氧化物進行還原處理，并得到含有金屬單質(zhì)的還原產(chǎn)物；然后將還原產(chǎn)物引入到熔融爐中進行熔融分離處理，以便分別得到爐渣和液態(tài)金屬單質(zhì)；以及利用蓄熱體對熔融爐內(nèi)產(chǎn)生高溫煙氣的熱量進行回收。由此，可以有效地冶煉金屬礦石，制得金屬單質(zhì)，并且可以有效地回收熔融分離處理所產(chǎn)生的熱量。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在將含有金屬氧化物的金屬礦石引入到立式反應(yīng)器中之前，預(yù)先將含有金屬氧化物的金屬礦石破碎至粒度為10~20mm。由此，可以有效地促進還原反應(yīng)，提高還原處理的工作效率。
[0029]發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在還原處理金屬礦石時，利用還原氣體可以實現(xiàn)對金屬礦石的還原反應(yīng)，完全可以取代還原劑，并且可以有效地避免現(xiàn)有技術(shù)中熔分產(chǎn)生的渣量大、后續(xù)提取分離困難等問題的發(fā)生，金屬回收率更高，可以獲得高品位、高純度的金屬單質(zhì)，另外還不會廣生硫、憐等有害雜質(zhì)，無需脫硫脫憐工序，既有利于提聞廣品質(zhì)量，又有利于環(huán)境保護，不會危害生產(chǎn)工人的身體健康。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實施例，還原氣體的種類不受特別限制。例如根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，還原氣體含有選自氫氣和一氧化碳的至少一種。由此，利用還原氣體可以有效地還原金屬礦石，進一步可以有效地獲得金屬單質(zhì)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實施例，還原反應(yīng)的工藝參數(shù)不受特別限制。例如根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，還原氣體的壓力為0.105~1.5MPa，再根據(jù)本發(fā)明的又一些實施例，在800~1200攝氏度下進行還原處理。由此,可以有效地還原金屬礦石。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實施例，還原反應(yīng)的設(shè)備不受特別限制。例如根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，立式反應(yīng)器為立式反應(yīng)器。由此，在該反應(yīng)器中，可以有效地還原金屬礦石，并且提高了還原處理的工作效率，從而適用于大規(guī)模大批量生產(chǎn)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實施例，熔融分離處理的工藝參數(shù)不受特別限制。例如根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在1400-1900攝氏度下進行熔融分離處理。由此，可以有效地將金屬單質(zhì)與其他雜質(zhì)分離，獲得高純度的金屬單質(zhì)。
[0034]本發(fā)明的冶煉方法除了可以有效地應(yīng)用于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，相關(guān)技術(shù)人員當然也可以將其擴大至其它領(lǐng)域，在此不予贅述，這些均在本發(fā)明的權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
[0035]一般方法
[0036]下面結(jié)合附圖1對在后面實施例中冶煉金屬的一般處理方法進行描述:
[0037]原料:難選礦等。
[0038]設(shè)備:立式反應(yīng)器，熔融爐等。
[0039]在下列實施例中，冶煉金屬的主要步驟如下:
[0040]1)將塊狀金屬礦石破碎后裝至立式反應(yīng)器，在800~1200攝氏度還原；
[0041]2)還原氣為:H2+C0≥70%，還原氣壓力為0.105~1.5MPa ；
[0042]3)還原氣從立式反應(yīng)器的中部或底部或中底部同時進入；
[0043]4)還原后，含單質(zhì)金屬的產(chǎn)品送入熔融爐，在1400~1900°C進行熔融分離，得到液態(tài)金屬和爐渣；
[0044]5)熔融爐的燃料為熱值不小于750kcal/m3的燃氣，助燃氣體為空氣、富氧或純氧；
[0045]6)熔融爐內(nèi)的含塵煙氣經(jīng)高溫除塵器除去大顆粒煙塵后進入蓄熱體換熱，換熱后低于200°C的煙氣進入布袋除塵器進行精除塵，由煙囪外排，蓄熱體熱量用于預(yù)熱燃氣、助燃氣體；
[0046]7)燃氣熱值低于4500kcal/m3時，同時預(yù)熱燃氣和助燃氣體；燃氣熱值不低于4500kcal/m3時，只預(yù)熱燃氣或空氣。
[0047]實施例1
[0048]將難選礦原料破碎到10~20mm，通過加料斗裝入立式反應(yīng)器內(nèi)，在0.15MPa、900~950°C下還原3~4小時。還原氣從立式反應(yīng)器的中部進入，還原氣中H2+C0≤85%。還原后，~700°C的含單質(zhì)金屬鐵的產(chǎn)品，送入熔融爐進行熔化、金屬與渣的分離(熔分)。熔融爐的燃料為熱值高于750kcal/m3、低于4500kcal/m3的混合煤氣，助燃氣體為空氣。熔融爐內(nèi)的含塵煙氣經(jīng)高溫除塵器除去大顆粒煙塵后進入蓄熱體換熱，換熱后低于200°C的煙氣進入布袋除塵器進行精除塵后由煙?外排，蓄熱體熱量用于預(yù)熱混合煤氣和空氣。熔融爐的溫度為1500~1600°C，熔分后得到鐵水和爐渣。
[0049]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0050]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，這些均落在本發(fā)明的權(quán)利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于金屬冶煉的方法，其特征在于，包括:將含有金屬氧化物的金屬礦石、還原氣體引入到立式反應(yīng)器中，以便對所述金屬氧化物進行還原處理，并得到含有金屬單質(zhì)的還原產(chǎn)物；以及將所述還原產(chǎn)物引入到熔融爐中進行熔融分離處理，以便分別得到爐渣和液態(tài)金屬單質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有金屬氧化物的金屬礦石的平均粒度為10~20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原氣體含有氫氣和一氧化碳的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原氣體的壓力為0.105~1.5MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在800~1200攝氏度下進行所述還原處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在1400~1900攝氏度下，進行所述熔融分離處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融爐內(nèi)產(chǎn)生的高溫煙氣通過蓄熱體蓄熱后排出，利用所述蓄熱體蓄熱后的熱量對通入所述熔融爐內(nèi)的燃氣和助燃氣體的至少一種進行預(yù)熱處理。
【文檔編號】C22B5/12GK103667701SQ201310482879
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】吳道洪, 李志遠 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司