[发明专利]用于将含金属的物质还原成还原产物的方法和装置

权利要求书

1.将含金属的物质以连续工艺还原成还原产物的方法，所述 含金属的物质的起始还原程度低于25％，所述方法包括以下步骤：

-通过使用含氧气流气化含碳化合物来提供包含气态CO和低于 40体积％的氢气的气相；

-在循环流化床(CFB)反应器的反应室内提供所述含金属的物质， 其中所述反应室中的最大温度为875℃；

-在所述循环流化床反应器的反应室内提供所述气态CO并将所 述气态CO转化为固体碳和气态二氧化碳，使得所述固体碳沉积在所述 含金属的物质上和/或在所述还原产物上；

-通过所述固体碳将所述含金属的物质至少部分还原为还原产 物，由此使用所述含金属的物质和/或所述还原产物作为气态CO转化 为固体碳和气态二氧化碳的促进剂；

-从所述反应室中排出最终的还原产物；

其中通过固体碳还原所述含金属的物质发生在循环流化床(CFB) 反应器中，所述循环流化床(CFB)反应器包含提升管部分和返回腿， 其中将所述含金属的物质和所述气态CO提供到所述提升管部分，和其 中包含所述气态CO的气流移动所述含金属的物质以基本上向上的方 向经过所述提升管部分，和其中在所述含金属的物质和所述气态CO 的基本上向上的运动过程中至少部分发生所述气态CO向固体碳和气 态二氧化碳的转化，和其中将所述含金属的物质和由所述含金属的物 质与所述固体碳的还原而得到的所述还原产物排到所述返回腿中，和 所述含金属的物质和所述还原产物和所述固体碳以基本上向下的方向 运动经过所述返回腿，和其中在所述返回腿中用所述固体碳还原所述 含金属的物质和所述还原产物至少部分发生，和其中所述最终的还原 产物进一步在末阶段反应器中通过在所述固体碳和所述还原产物的未 完全还原的部分之间的充分的固-固反应还原至更高的还原或金属化 程度。

2.根据权利要求1的方法，其中所述最终的还原产物在从所 述流化床反应器的反应室排出后具有至少50％的还原程度。

3.根据权利要求1或2的方法，其中在所述末阶段反应器中 的还原在非惰性气氛下发生。

4.根据权利要求1或2的方法，其中将所述包含气态CO的热 气流进料到所述末阶段反应器中。

5.根据权利要求1或2的方法，其中所述方法作为连续方法 进行，其中将所述含金属的物质和气态CO连续地或间歇地提供到所述 反应室中以连续地产生所述还原产物，和其中所述最终还原产物连续 地或间歇地从所述反应室中排出。

6.根据权利要求1或2的方法，其中所述反应室中的最大温 度为845℃。

7.根据权利要求1或2的方法，其中将所述气态CO转化为固 体碳和气态二氧化碳的所述促进剂还充作还原所述含金属的物质的促 进剂。

8.根据权利要求1或2的方法，其中所述含金属的物质是铁 化合物。

9.根据权利要求8的方法，其中所述铁化合物是细矿石，其 中矿石的颗粒尺寸在0.1和5000微米之间。

10.根据权利要求1或2的方法，其中所述含金属的物质是镍 化合物，钴化合物或它们的混合物。

11.根据权利要求1或2的方法，其中所述含金属的物质是包 含镍化合物、钴化合物、铁化合物的一组化合物中的至少两种化合物 的混合物。

12.根据权利要求1或2的方法，其中通过使用含氧气流气化 含碳化合物来制备所述气态CO。

13.根据权利要求1或2的方法，其中从所述反应室中排出出 口气，和其中将剩余的气态CO和/或CO₂的至少一部分与所述出口气 分离用以再次导入所述剩余的气态CO和/或CO₂到所述气化器反应室 中。

14.根据权利要求1或2的方法，其中从所述反应室中排出出 口气，和其中将剩余的气态CO和/或CO₂的至少一部分与所述出口气 分离用以在所述气流进入所述气化器之前预热所述气流。