[发明专利]一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法

权利要求书

1.一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法，其特征在于：使用的化学物质原料为：贫锰矿粉、无烟煤粉、石灰粉、氮气，其组合配比是：以千克、米³为计量单位

贫锰矿粉：MnO₂·FeO·SiO₂       700kg±10kg

无烟煤粉：C·H₂O                300kg±30kg

石灰粉：CaO                     50kg±10kg

氮气：N₂                        100m³±10m³

制取方法如下：

(1)精选原料，进行含量控制

贫锰矿粉：MnO₂    15-25％

          FeO     10-20％

无烟煤粉：C       70-90％

          H₂O     2-5％

石灰粉：CaO       60-80％

氮气：N₂          99.5％

(2)粉碎、细磨、过筛

对精选的化学物质原料要分别进行粉碎、细磨、过筛，成细粉状，反复粉碎、过筛，用筛网进行细度控制：

贫锰矿粉：筛网200目，细粉粒径≤0.075mm

无烟煤粉：筛网200目，细粉粒径≤0.075mm

石灰粉：筛网200目，细粉粒径≤0.075mm

留下细粉，剔除杂质；

(3)原料混合、搅拌

将贫锰矿粉700kg±10kg、无烟煤粉300kg±30kg、石灰粉50kg±10kg置于原料搅拌箱内进行混合、搅拌，搅拌时间10min±1min，使之均匀；

(4)在微波还原炉内松散布料

将混合均匀的原料细粉置于计算机控制的微波还原炉炉腔内，从炉腔底部开始，分层、自然、松散布料，要用＞200目的筛筐筛漏，逐层布料，并留有空隙；

(5)微波炉预热、预还原

关闭计算机控制的微波炉炉盖，使微波炉处于密闭状态，并留有气孔；

开启微波发生器，微波炉内传感器摄取温度信息，使温度信息传输给计算机控制器，温度从20℃±3℃升至1000℃±50℃，升温速度为50℃/min，升温时间为20min，在此温度恒温、保温2min±1min，微波加热频率为2.45GHZ、功率为10000KW，原料细粉在炉腔内将进行化学反应，产生一氧化碳，一氧化碳对原料细粉进行预还原，化学反应式如下：

式中：

MnO₂.：二氧化锰

MnO：氧化亚锰

FeO：氧化亚铁

Fe：铁

SiO₂：二氧化硅

CO：一氧化碳

CO₂：二氧化碳

(6)一氧化碳终还原炼制锰铁

一氧化碳预还原结束后，微波炉温度由1000℃±50℃继续升温至1300℃±50℃，在此温度恒温、保温5min±1min，微波加热频率为2.45GHZ、功率为10000KW，贫锰矿粉+无烟煤粉+石灰粉充分进行化学反应，化学反应式如下：

式中：

C：碳

Mn：锰

(7)锰铁产物出炉

炼制结束后，关闭微波加热器，使产物随炉自然冷却至200℃±20℃；

打开炉体卸料斗，将产物卸入专用产物箱内；

(8)氮气保护冷却

将产物箱封闭，并充入惰性气体-氮气，充入速度为2m³/min；

产物箱及产物在氮气保护下自然冷却至20℃±3℃；

其产物为海绵锰铁；

(9)粉碎、过筛

冷却后的海绵锰铁，要进行粉碎、过筛，反复粉碎，反复过筛，成细粉；

筛网目数：200目

细粉粒径：0.075mm

(10)磁选提纯

冷却、粉碎、过筛后的海绵锰铁置于专用磁选机内，进行磁选、提纯、剔除杂质，留存金属锰铁粉末；

磁选机风机转数为：3-5转/min；

磁选机磁场强度为：15000-20000高斯；

磁选后金属锰铁产收率为：98％；

(11)检测、化验、分析

对磁选提纯后的金属锰铁粉末要进行色泽、成分、纯度、含锰量、含铁量、含碳量、含硫量、含磷量、含杂质量、全相组织形貌、产物性能进行检测、化验、分析；

用原子吸收容量法进行锰Mn、铁Fe分析；

用燃烧法进行硫S分析；

用原子吸收分光光度计进行磷P分析；

用非水滴定法进行碳C分析；

金属锰铁粉末含锰量为：75％、含铁量为20％、含碳量＜0.5％、含硫量＜0.5％、含磷量＜0.2％、含杂质量＜2％，粉末粒径为0.075mm；

(12)储存包装

对炼制提纯后的产物——金属锰铁粉末，密闭储存于专用容器，置于干燥环境，要防水、防潮、防氧化、防酸碱侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。