[发明专利]一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法，属黑色金属冶炼提纯的技术领域。

背景技术

锰元素是最重要的炼钢原料，是提高钢材硬度、增加强度、提高耐摩性的最重要的合金元素，常用于合金结构钢、高锰钢、不锈钢、工具钢等。

锰及锰矿储量较丰富，储量最多的是南非等国，且多是富锰矿，含锰量≥30％，我国的锰矿资源虽较多，但大都是贫锰矿，锰含量≤21％，铁含量5～20％，且含磷高，在提炼和制取锰时常常要加入进口的富锰矿进行混合炼制，使提炼锰受到了很大限制，而且也增加了提炼成本。

目前，在提炼锰铁合金时，主要用高炉法、电炉法或炉外法等，由于锰矿石为贫锰矿，因此锰矿石经过选矿处理提高品位后才可使用，但经过选矿处理产生的粉状锰矿不能直接入炉使用，还需进行人工造块，例如烧结、压球、制球团处理，致使冶炼工艺投资增大、能耗增高、加重污染、工序拉长、费时费力，由于锰矿粉种类不同，还要进行选矿，往往需要增加2-3个选矿工艺流程才可进行造块，造块工序还需添加无机粘结剂，增加了冶炼能耗和锰铁合金产物的杂质，使冶炼工艺和产品质量都受到了一定影响和限制。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用微波炉加热碳还原法，直接用贫锰矿粉炼制低碳金属锰铁，不用造块工艺，不需添加粘结剂，达到减少工艺流程、减小环境污染、降低炼制成本、提高产物产收率、纯度、性能的目的。

技术方案

本发明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700 kg±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