[发明专利]一种制备碳化铬或氮化铬的方法

权利要求书

1.一种制备碳化铬或氮化铬的方法，将铬原料和碳质还原剂混合形成固体原料，然后将其进料到反应炉中加热，加热过程中铬原料在还原气氛中经过还原碳氮化过程而合成碳化铬或氮化铬，其特征在于：所述铬原料为：金属铬粉和/或含铬和氧的化合物或者这些化合物的混合物；

所述的反应炉为：炉膛具有加热段的电加热回转窑(下称直热式回转窑)，其中加热段设置有加热电源电极，通过该电极在被加热的物料上施加电压从而向被加热的物料馈入电流，利用在加热段堆积的被加热的物料的电阻发热加热被加热的物料；

所述的加热过程为：在直热式回转窑加热段中通过电源电极对处于直热式回转窑加热段的所述的固体原料和/或其在所述的加热过程中变化所得的物料(以下称为物料)直接通电，通过处于加热段的物料自身的电阻或者物料颗粒或者块之间的接触电阻发热而加热物料，物料在直热式回转窑中依次经过预热、加热、降温，然后出料；并且所述的物料在直热式回转窑中经过的最高温度不低于750℃；

在需要使用碳质还原剂时，所述的固体原料在进入直热式回转窑之前经过将铬原料和碳质还原剂的原料混合、碾压或挤压、球磨、湿磨、和/或压块；在不需要使用所述的碳质还原剂时，所述的固体原料在进入直热式回转窑之前经过将铬原料碾压或挤压、球磨、湿磨、和/或压块；

所述的还原碳氮化过程在小于5MPa的还原气氛下进行。

2.根据权利要求1所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于： 所述还原气氛为：甲醇、CO、氮气、氨气、碳氢化合物、其它气态含碳和/或氮的有机物中的一种或者它们的混合物，或者所述的还原气氛为所述的碳质还原剂还原含氧的铬原料生成的CO；

所述的碳质还原剂为：煤、石墨、碳黑、活性炭、焦炭、石油焦、沥青、生物质材料、有机高分子、三聚氰胺、石蜡、糖中的一种或者一种以上的混合物；

所述还原碳氮化过程为：所述物料在300～1900℃之间被所述的碳质还原剂和/或所述的还原气氛中的含氢和/或碳的还原剂还原碳化和/或被所述的还原气氛中的氮元素氮化，并且所述的物料经过的最高温度不低于750℃；

所述的还原碳氮化过程中的还原过程、碳化和/或氮化过程通过物料的移动在同一个直热式回转窑内完成；

所述碳化铬或氮化铬成品中含有铬、碳和/或氮、少量没有反应完的氧元素以及从原料中带入的杂质。

3.根据权利要求1至2中任意一项所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于：对所述的物料直接通电的电压为10～2000伏特，电流为10～100000安培。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于：所述的反应炉为中国专利CN103335513A披露的电加热回转窑。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于：在所述的反应炉的加热段前设置有预热段和/或在所述的加热段后设置有降温段，对物料进行预热和/或降温。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于：在所述的还原碳氮化过程中的碳质还原剂是在原料进直热式回转窑之前与铬原料混和的。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于：所述的还原碳氮化过程中的碳质还原剂是在升温过程中由所述的还原气氛和/或所述的碳质还原剂中的有机物进一步碳化碳化生成的。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的制备碳化铬或氮化铬的方法，其特征在于：在所述的固体原料中加入不超过铬重量5倍（以铁计）的铁、氧化铁(以铁计)中的一种或一种以上形成碳化铬铁或氮化铬铁合金。