[发明专利]一种底吹式还原装置及使用该装置的还原方法

说明书

本发明提出了一种底吹式还原装置，包括炉体、进料口、出料口、还原气入口和还原气出口，所述炉体沿横向设置，并与水平方向呈一定夹角，沿所述炉体的长度方向，在所述炉体内设有气体腔和物料腔，所述气体腔和物料腔之间以多孔板隔开，所述进料口设置于所述炉体较高的一端，所述还原气入口与所述还原气出口均与所述气体腔相通。本发明还提供了使用该装置进行底吹还原的方法，包括将待还原物料从进料口送入物料腔，受重力和还原气共同作用沿倾斜的炉体缓缓向下移动，最终被还原并从出料口输出。该方法无需使用推动杆或传送带驱动舟皿运动，省略了舟皿和传送装置的使用。

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，具体涉及一种底吹式还原装置，以及使用该装置进行还原的方法。

背景技术

自然界中的金属基本以氧化物和硫化物为主。这些金属的提取，一般均会经过一个富集、转换与分离的过程，比如选矿和火法冶金、湿法冶金等。其中以硫化物形式存在的金属，一般需要经过焙烧形成氧化物。无论是天然的氧化物还是焙烧得到的氧化物，在经过纯化处理之后，基本都需要一个还原过程，从而得到纯金属粉，成为制备金属产品的原料。还原主要有两种方式：一是固固还原，比如用碳粉还原铁粉；二是气固还原，比如用氢气还原氧化钼、氧化钨等，以及用一氧化碳还原氧化铜、氧化铁等。因为还原粉体是后期加工应用的基本原料，因此其粒径、分布、松装密度、杂质含量及氧含量等制备对金属的性能有着至关重要的影响。国内外采用氢气、一氧化碳气体还原金属，广泛采用舟皿式、网带式或回转式还原，其中舟皿式还原为主。例如国产钼粉还原炉一般包括单管炉、四管炉、八管炉、十三管炉，而进口还原炉主要包括回转炉、大口径马弗炉、18管炉等。

在还原过程中，物料从还原炉一端进入并缓缓通过还原炉，还原气体逆向进出以提高还原度。还原得到的粉末经过筛分和混料形成成品；而出炉的气体，主要包括一部分还原气和反应产物水蒸汽，一般直接燃烧或者进行回收再利用。在这个过程中，由于还原气氢气或者一氧化碳与反应生成的水蒸汽始终处于一个通道(炉腔)中，水蒸汽的比重较还原气重，且粉末的新鲜表面具有较强的吸附作用，致使还原产物难以保证更低的氧含量。同理，在还原的中间阶段，由于部分已经还原的粉体，在一定温度下，受到还原气和氧化气(水蒸汽在高温下具有一定的氧化作用)的双重作用，加之舟皿结构及中下部气体扩散受限的影响，还原梯度和反复现象尤为显著。

以传统钼粉还原技术为例，舟皿式还原的一般过程为：MoO₃—在500-600℃下进行一段氢气还原——室温筛分——850-1050℃下进行二段氢气还原——室温筛分——成品钼粉。从整体过程来看存在4个方面的问题；一是由于存在两段还原和两次筛分，成品率损失较大，总成品率不超过98％；二是由于两段法还原过程中出现两次温升温降，能耗较大；三是两段还原需要两次氢气进出，加之大部分还原设备没有配置氢气回收系统，氢气损耗大。四是生产效率低，一个完整的钼粉还原过程需要20小时以上。从单一还原工序来看，无论是一段氢气还原还是二段氢气还原，还存在动力和以舟皿为主的易耗品消耗，主要是由于舟皿在高低温区变化形成的热应力和外力推动形成的机械应力作用造成。如果仅在现有技术和装备条件下提高生产效率，加长还原区是一个比较好的选择，但是会导致推动舟皿的数量增多、阻力加大，推杆动力和舟皿承受应力显著增强。而对回转式或网带式还原而言，虽然相比舟皿式还原削弱了舟皿结构对粉末微区还原气氛的影响，但是并没有解决还原气与反应生成的水蒸汽共存的问题，因此不能改善还原效率、氧含量、粉末粒度控制和能耗问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种底吹式还原装置。

本发明的第二目的在于提供使用该装置进行还原的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明涉及一种底吹式还原装置，包括炉体、进料口、出料口、还原气入口和还原气出口，

其中，所述炉体沿横向设置，并与水平方向呈一定夹角，