[发明专利]海绵铁的制备工艺及设备

权利要求书

1.一种海绵铁的制备工艺，其特征是：将含铁原料与还原剂、熔剂、催化添加剂混合，经混合后粉碎到200目以下，制成混合料；然后将混合料加入到球磨机内进行球磨，制备成超细粉，对超细粉进行钝化；在催化添加剂中加水溶化，得到水溶液，将超细粉、水溶液和粘结剂共同混合，混合均匀后造成球团物料；点燃竖式还原炉中的内外加热器中的燃料，将所制好的球团物料经过螺旋送料器送入到还原炉内，均匀松散地排布到烘干床炉箅子上，对球团物料进行烘干，球团物料经过干燥后进行焙烧，在焙烧区内与燃气中的CO、H₂和挥发分中的碳氢化合物反应，球团物料在500℃-1100℃的还原温度下和催化剂的共同作用下，经15-180分钟的还原反应后，得到金属化率达到90-95％的海绵铁球团，海绵铁球团进入冷却过渡段；余热回收装置将反应后上升的热气作为助燃风与冷却风混合后一同对海绵铁球团进行冷却，吹入的冷却风吸收海绵铁球团的热量，在到达焙烧区时形成含氧的高温气体，对还原炉内的燃气进行助燃，如此依次循环，剩余的废气经除尘后由烟囱排入大气，冷却后的海绵铁球团通过螺旋出料机排出冷却筒，经破碎、振动筛分后进行磁选与残煤和脉石分离后经压力机压制成海绵铁团、块；

所述的催化添加剂的物料配比重量百分比是由熔化剂10-50％、氧化剂10-30％、催化助燃剂10-30％、成孔剂5-15％、晶核强化剂5-20％、助熔剂15-30％、自由基引发剂5-10％所组成；其中均为重量百分比：

所述的熔化剂由含硼铁精矿粉50-70％、四硼酸钠10-30％、皂土10-20％组成，或者为其中的任意一种；

所述的氧化剂由硝酸钠(NaNO₃)50％、硝酸钾(KNO₃)50％组成，或者为硝酸钠、硝酸钾中的任意一种；

所述的催化助燃剂为氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)的任意一种，或者为其混合物，混合比例不限；

所述的助熔剂为萤石(CaF₂)50％、三氧化二钇(Y₂O₃)50％组成；

所述的晶核强化剂为氧化铈(CeO₂)；

所述的自由基引发剂为烷氧基胺或芳基碳金属盐的任意一种；或者自由基引发剂为其混合物，混合比例不限；

所述的成孔剂为聚氯乙烯、蛭石、珍珠岩、碳酸钙的任意一种，或者为其混合物，混合比例不限；

所述还原剂为固定碳大于65wt％，灰分小于15wt％，挥发分为20～30wt％的无烟煤、低硫低灰分烟煤、焦煤、焦粉中的任意一种，或二种以上的混合物；

所述的熔剂为石灰、消石灰、白云石、石灰石中的任意一种；

所述的粘接剂为膨润土、水玻璃、粘土、皂土、纸浆废液中的任意一种；或者为二种以上的混合物，混合比例不限；

所述的球团物料成分配比(重量％)为：含铁粉体60-75％、还原剂20-35％、熔剂3-10％、粘结剂1-10％、催化添加剂0.1-5％；球团粉体的颗粒粒度为5um-75um，其中10-35um的粒度占球团所用物料总量的90％，还原反应温度为500℃-1100℃，还原反应时间为15-180分钟；

所述的燃料为煤气、烟煤、无烟煤。

2.根据权利要求1所述的海绵铁的制备工艺，其特征是：所述的含铁原料为铁磷、铁红、含铁粉尘、硫酸渣、赤泥，使用其中任意一种；或者二种以上的含铁原料混合使用，混合比例不限；或者在10％-90％的铁磷、铁红、含铁粉尘中的一种、或者多种含铁原料内加入10％-90％的铁精矿粉，配比成制备海绵铁的含铁原料；或者为含有镍或含有镍铬的红土矿、含有铬的铬铁矿、含有镍铬的炼钢粉尘、含有镍铬的轧钢铁磷、含有钒钛的铁精矿粉，使用其中任意一种；或者二种以上的含铁原料混合使用，混合比例不限；或者在10％-90％的含有镍或含有镍铬的红土矿、含有铬的铬铁矿中的任意一种原料中加入10％-90％的含有镍铬的炼钢粉尘、轧钢铁磷，配比成含镍的海绵铁含铁原料、含铬的海绵铁含铁原料、含镍铬的海绵铁含铁原料超细粉体；

所述的超细粉为粒度为75um-5um，其中颗粒度为10um-35um的粉体占85％以上。