[发明专利]一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备和工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及锰合金的生产设备和工艺方法，尤其涉及一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备和工艺方法，属钢铁冶金技术领域。

背景技术

我国钢铁产量目前以7亿多吨的产能遥遥领先世界，对铁合金需求量也巨增，但随之而来的能源、资源、排放压力巨大。随着国际社会对环保的日益重视，锰矿等资源的短缺，人们不断寻找一种低品位锰矿的利用方法，例如某矿以菱锰矿(MnCO3)、菱铁矿(FeCO3)为主，难以磁选分离，TMn含量12～20％，TFe含量12～18％，强磁选后TFe和TMn品位提高只有2～3％。磁性焙烧经试验优化出的最好工艺条件下：焙烧温度750℃中性焙烧，焙烧时间1小时，焙烧矿中TFe含量由13.01％提高到15.42％，TMn含量由14.99％提高到17.76％，焙烧矿经细磨和强磁选后TFe含量由13.01％提高到29.02％，TMn含量由14.99％提高到29.68％，尾矿中TFe含量10.57％，TMn含量13.51％，对Mn资源浪费严重。

专利CN200810068700.9公开了一种用精炼电炉生产高硅锰合金工艺，采用工业硅铁和焦碳还原低中碳锰铁生产废渣中的锰。专利CN01129197.4公开了一种用低碳锰铁冶炼炉渣生产锰硅合金的方法，用硅铁粉做还原剂还原炉渣中的锰。专利CN200810073518.2公开了一种生产低碳锰铁的方法，以人造Mn₃O₄为原料、以硅铁为还原剂，在精炼电炉生产锰硅铁。以上专利均以硅铁为原料还原低品位的锰，是资源的浪费，切成本较高。专利CN02114376.5公开了一种高硅锰硅合金生产新工艺，一台电炉生产液态硅锰合金，另一台电炉生产液态硅铁，然后进行炉外热兑，以然是传统工艺，无法解决低品位锰铁共生矿，且锰铁含量相近的矿冶炼出高锰硅合金的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备。

针对现有技术的不足，本发明还提供一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的方法，该方法充分利用熔融还原去除低锰矿(Mn：12～20％)中伴生的铁(TFe含量12～18％)，使熔融渣中锰的氧化物富集，熔融渣直接流入电弧炉冶炼出锰含量50～85％、Si含量10～40％、其它元素和杂质含量5～10％的锰硅合金。

本发明提供一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备，包括熔炼炉(9)、氧化炉(13)、电弧炉(21)和高温输料系统；高温输料系统经串罐布料器(6)与熔炼炉(9)相连，熔炼炉(9)的底部通过“乙”形溢铁口(17)和氧化炉(13)的上部相连，熔炼炉(9)的中部通过出渣口(19)和熔渣流槽(20)与电弧炉(21)相连；

优选的，高温输料系统包括：料仓(3)、上料车(4)、轨道(5)和串罐布料器(6)；串罐布料器(6)与熔炼炉的上部相连，料仓(3)通过出料槽(2)与球团烧结设备(1)相连；料仓(3)与串罐布料器(6)经轨道(5)连接；上料车(4)运行于轨道(5)上。

优选的，熔炼炉(9)上部设有煤气出口(7)、熔炼氧枪(8)、熔炼煤氧枪(18)，熔炼炉上部与高温输料系统的串罐布料器(6)相连，熔炼炉中部设有出渣口(19)，底部设有“乙”形溢铁口(17)；

优选的，氧化炉(13)上部设有氧枪(10)、氧化炉煤气口(11)和氧化炉熔剂串罐(12)，并通过“乙”形溢铁口(17)与熔炼炉(9)相连；氧化炉中部设有氧化炉出渣口(14)，氧化炉底部侧面设有出铁口(15)，底部设有透气砖(16)；

优选的，电弧炉(21)的顶部设有电极(22)和电弧炉熔剂串罐(23)，电弧炉(21)的中部设有煤氧枪(24)和碳枪(25)，电弧炉(21)的底部设有电弧炉渣出口(26)及合金出口(27)。

优选的，所述的设备还包括球团烧结设备(1)，球团烧结设备(1)通过出料槽(2)与高温输料系统一端的料仓(3)相连。

优选的，所述的球团烧结设备(1)是直接出高温(1200℃～1250℃)球团的带式焙烧机、链篦机回转窑，或其它球团烧结设备。

优选的，熔炼氧枪(8)插入熔渣的上部向渣中吹入氧气，使上部熔渣中的富余碳和CO燃烧放出大量热量，熔融锰物料及熔剂。根据炉子的大小和冶炼需要，熔炼氧枪可以是2到8支，布置在炉壁周围合适的位置，本领域技术人员可以根据实际需要来选择熔炼氧枪的数量和位置。