[发明专利]从铝硅铁混合矿中碳还原工业化生产硅铁合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对矿物进行分离的方法，更特别地说，是指一种从铝硅铁混合矿中碳还原生产硅铁合金的方法。

背景技术

不同产地的原矿(毛矿)选冶可行性不尽相同。一般对于原矿(毛矿)选冶大体分两种，一种是通过选矿分别得到工业上可进一步处理的合格铁精矿和钛精矿，铁精矿通过配备一定数量的富铁矿，可以通过高炉冶炼，得到生铁；钛精矿通过碳热还原熔炼得到高钛渣，还可以进一步深加工；另外一种对品位低并且难选难冶的原矿(毛矿)，很难通过选矿手段得到合格的铁精矿和钛精矿，至今没有很好的办法处理。

中陕金属矿业有限公司拥有陕西紫阳安沟-朱溪河、岚皋官元两矿区铝钒钛铁硅矿资源。根据陕西省地质矿产勘查开发局区域地质矿产研究院普查工作结果，两矿区共估算推断和预测的矿石资源量约3.5亿吨，矿床规模已达大型规模。两矿区分布的铝钒钛铁硅矿矿床，矿体赋存于辉绿岩体中，矿石中含有铁、钒、钛、铝、硅、钴、钙、镁、锰、硫、磷、钪等多种有益元素，矿石组合类型复杂，属难选冶复杂铝钒钛铁硅复合共生矿类型。

按照矿石结构组成，对陕西紫阳安沟-朱溪河、岚皋官元两矿区铝钒钛铁硅矿资源通过选矿得到钒钛磁铁矿和铝硅铁混合矿。

铝硅铁混合矿中包括有绿泥石、蛇纹石、高岭石及黑云母等层状硅酸盐，很难用传统方法将铝硅铁分离。通过特殊冶金方法，得到高铝渣作为提取氧化铝的重要原料，同时得到硅铁合金用作炼钢脱氧剂。

发明内容

本发明的目的是提出一种从铝硅铁混合矿中碳还原工业化生产硅铁合金的方法，该方法在生产工艺、生产设备上需求较低，能够大大地节约生产成本，降低生产强度。更佳有利于对现有熔炼炉进行改进，并在炉体上安装多个喷枪来实现闪速悬浮熔炼提纯产物处理。

本发明是一种从铝硅铁混合矿中碳还原工业化生产硅铁合金的方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤一：制铝硅铁混合粉

将铝硅铁混合矿采用机械粉碎方式破碎得到粒度为200目～400目的铝硅铁混合粉；

步骤二：制烟煤粉

将烟煤采用机械粉碎方式破碎得到粒度小于120目的烟煤粉；

步骤三：闪速悬浮还原与熔分

(A)将铝硅铁混合粉装入其中一个喷枪容器中，调节该喷枪压力在1～5MPa下，使铝硅铁混合粉射入闪速悬浮还原炉中，供料速度1～20公斤/分钟；

(B)将烟煤粉装入另一个喷枪容器中，调节该喷枪压力在1～5MPa下，使烟煤粉射入闪速悬浮还原炉中，供料速度1～20公斤/分钟；

铝硅铁混合矿和烟煤的用量百分比：100公斤的铝硅铁混合矿中加入12～20公斤烟煤粉；

(C)在闪速悬浮还原炉的上方连接上煤气通道，调节煤气射入闪速悬浮还原炉的压力为1～5MPa，每吨铝钒铁混合矿需要用煤气量为25～30立方，该煤气通道引入的煤气在燃烧过程中能够提供1600℃～1700℃的熔化温度；

(D)在闪速悬浮还原炉的悬浮分离区处进行还原分离出铁硅水合金，熔分完成后，定期从闪速悬浮还原炉中放出硅铁水和高铝渣。

在本发明中，闪速悬浮还原炉的炉体上设有偶数个喷枪，如4支喷枪、6支喷枪、或者8支喷枪，闪速悬浮还原炉在炉体的三分之一处开口并焊接上多个喷枪；其中一个喷枪连接铝硅铁混合粉容器，另一个喷枪则连接烟煤粉容器，喷枪之间间隔连接铝硅铁混合粉容器和烟煤粉容器。

本发明工业化生产硅铁合金方法的优点在于：

①用铝硅铁混合矿在一种新型闪速悬浮炉内用铝硅铁混合矿为原料碳热还原法得到硅钛铁合金，还原速度快，还原温度低，得到硅铁合金和高铝渣，最大限度回收了铝、硅和铁。

②本发明的工业化生产硅铁合金方法对生产设备、生产工艺要求降低，这样有利于提高生产效率，硅铁合金的产率是25～35％，降低生产成本。

③本发明的工业化生产硅铁合金方法所用生产设备是对现有的熔炼炉与喷枪进行结合，不需真空熔炼环境下进行物料的熔炼分离。

④本发明生产方法从铝硅铁混合矿中回收铁、铝、硅的回收率分别为：铁90％，铝85％，硅80％。本发明的铝硅铁综合回收利用率高，生产效率高，无环境污染，易于工业化推广，社会效益和经济效益显著。

附图说明

图1是本发明从铝硅铁混合矿中碳还原生产硅铁合金的工业化生产流程框图。

图2是本发明改进后的闪速悬浮炉剖面结构图。

图3是实施例1制得的本发明硅铁合金产物的能谱图。

图3A是实施例1制得的本发明高铝渣产物的能谱图。

具体实施方式