[发明专利]一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法

摘要

本发明涉及一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法，它是用储量丰富的贫锰矿粉，用微波加热、碳还原、高温炼制、磁选提纯，直接制备低碳金属锰铁，不经能耗大、污染严重的烧结造块工序，经精选原料、粉碎、细磨、过筛、混合、搅拌、微波炉预热、一氧化碳预还原、终还原、高温炼制、氮气保护冷却、磁选提纯，最终制得高纯度低碳金属锰铁，此制备方法工艺流程短、使用设备少、可大规模工业化制取、产收率高，可达98％，锰含量可达75％，铁含量20％，碳含量低，＜0.5％，有害物质硫含量＜0.5％、磷含量＜0.2％，为低碳，低磷、低硫型，不经造块，不污染环境，是十分理想的用贫锰矿粉直接制取金属锰铁的方法，填补了我国此类技术的科研空白。

主权项

1.一种用贫锰矿粉制取低碳金属锰铁的方法，其特征在于：使用的化学物质原料为：贫锰矿粉、无烟煤粉、石灰粉、氮气，其组合配比是：以千克、米3为计量单位贫锰矿粉：MnO2·FeO·SiO2 700kg±10kg无烟煤粉：C·H2O 300kg±30kg石灰粉：CaO 50kg±10kg氮气：N2 100m3±10m3 制取方法如下：(1)精选原料，进行含量控制贫锰矿粉：MnO2 15-25％ FeO 10-20％无烟煤粉：C 70-90％ H2O 2-5％石灰粉：CaO 60-80％氮气：N2 99.5％(2)粉碎、细磨、过筛对精选的化学物质原料要分别进行粉碎、细磨、过筛，成细粉状，反复粉碎、过筛，用筛网进行细度控制：贫锰矿粉：筛网200目，细粉粒径≤0.075mm无烟煤粉：筛网200目，细粉粒径≤0.075mm石灰粉：筛网200目，细粉粒径≤0.075mm留下细粉，剔除杂质；(3)原料混合、搅拌将贫锰矿粉700kg±10kg、无烟煤粉300kg±30kg、石灰粉50kg±10kg置于原料搅拌箱内进行混合、搅拌，搅拌时间10min±1min，使之均匀；(4)在微波还原炉内松散布料将混合均匀的原料细粉置于计算机控制的微波还原炉炉腔内，从炉腔底部开始，分层、自然、松散布料，要用＞200目的筛筐筛漏，逐层布料，并留有空隙；(5)微波炉预热、预还原关闭计算机控制的微波炉炉盖，使微波炉处于密闭状态，并留有气孔；开启微波发生器，微波炉内传感器摄取温度信息，使温度信息传输给计算机控制器，温度从20℃±3℃升至1000℃±50℃，升温速度为50℃/min，升温时间为20min，在此温度恒温、保温2min±1min，微波加热频率为2.45GHZ、功率为10000KW，原料细粉在炉腔内将进行化学反应，产生一氧化碳，一氧化碳对原料细粉进行预还原，化学反应式如下：式中：MnO2.：二氧化锰MnO：氧化亚锰FeO：氧化亚铁Fe：铁SiO2：二氧化硅CO：一氧化碳CO2：二氧化碳(6)一氧化碳终还原炼制锰铁一氧化碳预还原结束后，微波炉温度由1000℃±50℃继续升温至1300℃±50℃，在此温度恒温、保温5min±1min，微波加热频率为2.45GHZ、功率为10000KW，贫锰矿粉+无烟煤粉+石灰粉充分进行化学反应，化学反应式如下：式中：C：碳Mn：锰(7)锰铁产物出炉炼制结束后，关闭微波加热器，使产物随炉自然冷却至200℃±20℃；打开炉体卸料斗，将产物卸入专用产物箱内；(8)氮气保护冷却将产物箱封闭，并充入惰性气体-氮气，充入速度为2m3/min；产物箱及产物在氮气保护下自然冷却至20℃±3℃；其产物为海绵锰铁；(9)粉碎、过筛冷却后的海绵锰铁，要进行粉碎、过筛，反复粉碎，反复过筛，成细粉；筛网目数：200目细粉粒径：0.075mm(10)磁选提纯冷却、粉碎、过筛后的海绵锰铁置于专用磁选机内，进行磁选、提纯、剔除杂质，留存金属锰铁粉末；磁选机风机转数为：3-5转/min；磁选机磁场强度为：15000-20000高斯；磁选后金属锰铁产收率为：98％；(11)检测、化验、分析对磁选提纯后的金属锰铁粉末要进行色泽、成分、纯度、含锰量、含铁量、含碳量、含硫量、含磷量、含杂质量、全相组织形貌、产物性能进行检测、化验、分析；用原子吸收容量法进行锰Mn、铁Fe分析；用燃烧法进行硫S分析；用原子吸收分光光度计进行磷P分析；用非水滴定法进行碳C分析；金属锰铁粉末含锰量为：75％、含铁量为20％、含碳量＜0.5％、含硫量＜0.5％、含磷量＜0.2％、含杂质量＜2％，粉末粒径为0.075mm；(12)储存包装对炼制提纯后的产物——金属锰铁粉末，密闭储存于专用容器，置于干燥环境，要防水、防潮、防氧化、防酸碱侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。