[其他]回收金屬和金屬合金的方法及其設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87107202
• 申請(qǐng)日: 1987-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN87107202A
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 埃里克·奧塔斯奇拉格;沃納·L·凱普林格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕股份公司
• 主分類號(hào): C22B5/10
• 分類號(hào): C22B5/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 段承恩,徐汝巽

本發(fā)明涉及在用一種還原性氣體流過煤床形成的還原區(qū)中還原金屬氧化物來制取金屬和金屬合金，特別是鐵合金的方法，以及為實(shí)現(xiàn)這種方法所用的設(shè)備。

在EP-A-0174291中描述了一種熔煉金屬的方法，即熔煉銅、鉛、鋅、鎳、鈷和錫等的氧化的細(xì)粒有色金屬礦砂的方法，其中將上述礦砂裝入一個(gè)熔煉氣化器中由煤的流化床所形成的還原區(qū)內(nèi)。當(dāng)?shù)V砂通過這個(gè)還原區(qū)時(shí)，氧化的礦砂爐料被還原成金屬，此金屬被收集在熔化氣化器的底部。

它表明，按EP-A-0174291的方法可有助于還原的氧化物與元素碳在低于1000℃的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。然而會(huì)出現(xiàn)一些問題，即當(dāng)回收金屬和金屬合金，特別是鐵合金，如錳鐵、鉻鐵和硅鐵并用元素碳作為還原劑時(shí)，只有溫度超過1000℃的情況下才可以從它們的氧化物制取金屬和金屬合金。因?yàn)檫@種在較高溫度下反應(yīng)的氧化物爐料同形成流化床的碳粒的接觸時(shí)間是相當(dāng)短暫的。

本發(fā)明旨在避免這些缺點(diǎn)和困難，且其目的是提供一種具有初步限定種類的方法和設(shè)備，使之有可能在一個(gè)熔煉氣化器內(nèi)以塊狀氧化物爐料生產(chǎn)金屬和金屬合金，特別是鐵合金，如錳鐵、鉻鐵和硅鐵等。其中金屬對(duì)氧具有高親和力，以致使得它只有在溫度超過1000℃時(shí)方能和元素碳發(fā)生反應(yīng)。

以這種具有初步限定種類的方法，按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述目的，在這個(gè)方法中，塊狀氧化物爐料在重力的作用下通過一個(gè)由三層組成的靜態(tài)煤床，這三層是：

-由脫氣煤構(gòu)成的底層，它覆蓋著已還原的液態(tài)金屬和液態(tài)渣的熔池，

-把氧氣或一種含氧氣體引進(jìn)中間層以便產(chǎn)生主要由一氧化碳構(gòu)成的熱還原氣和

-把碳粒和氧氣或含氧氣體的燃燒氣體引進(jìn)頂層。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以使用6～50mm粒度的塊狀氧化物爐料，最好是用粒度為10～30mm的爐料。

為了形成靜態(tài)床層，可使用粒度為5～100mm，特別是粒度為5～30mm的適當(dāng)?shù)拿骸?/p>

按優(yōu)選的實(shí)施方案，中間的和頂部的靜態(tài)床層的厚度要保持在1m到4m之間。

根據(jù)本發(fā)明方法另一實(shí)施方案的特征在于使粉狀的碳粒從通過靜態(tài)床層（還原區(qū)）的廢氣中分離出來，并且使這些碳粒，最好在熱狀態(tài)下同氧氣或含氧氣體一起送給對(duì)準(zhǔn)頂部靜態(tài)床層的噴咀。

作為所用的煤，最好在脫氣后仍保持著塊狀的特征，以便在使用時(shí)它仍具有從5mm到100mm這樣一個(gè)粒度范圍，最好的粒度范圍是5mm到30mm。脫氣后所產(chǎn)生的脫氣煤中應(yīng)至少有50%分別在其原始的粒度5～100mm或5～30mm之內(nèi)，其余的則是尺寸過小的粒度。

本發(fā)明的方法所呈現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)在于保持著以石化能源加熱，在豎爐內(nèi)進(jìn)行還原過程的全部已知的優(yōu)點(diǎn)，例如，同靜態(tài)床中的元素碳進(jìn)行對(duì)流熱交換和冶金反應(yīng)，這對(duì)于廉價(jià)金屬氧化物的還原以及很好地將金屬和渣分開是必要的。煤的焦化和脫氣可以在不形成焦油和其它可凝結(jié)化合物的情況下完成。煤在脫氣時(shí)所產(chǎn)生的氣體作為附加還原劑進(jìn)入從脫氣煤的氣化中形成的還原氣體中。

這種方法的特別優(yōu)越之處在于廉價(jià)元素如硅、鉻和錳等的氧化物的還原可以在不用電能的情況下完成。在本發(fā)明的方法中用一種簡(jiǎn)單的方法即可控制煤脫氣所需的能源，這是因?yàn)槌叽邕^小的顆粒（小于5mm）隨著熔煉氣化器的熱廢氣一起被排出、分離并返回到上面的含氧氣體鼓風(fēng)區(qū)，在這里尺寸過小的顆粒被含氧氣體氧化并釋放出熱量。

對(duì)顆粒分解行為進(jìn)行試驗(yàn)是取一些粒度為16～20mm的顆粒組分，將其放入已預(yù)熱至1400℃的小室內(nèi)脫氣一個(gè)小時(shí)。小室的容積為12dm³（分米³）。接著噴以冷的惰性氣體進(jìn)行冷卻之后，再測(cè)定粒度的分布情況。

本發(fā)明進(jìn)一步包括一個(gè)實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備，即一個(gè)帶耐火襯的立式熔煉氣化器，在這個(gè)熔煉氣化器的上部具有裝入煤和塊狀氧化物爐料的裝料口以及廢氣的排出管;在熔煉氣化器的側(cè)壁有穿入爐內(nèi)分別提供煤和氧氣或含氧氣體的導(dǎo)管，在熔煉氣化器的下部則用來收集液態(tài)金屬和液態(tài)渣。這種熔煉設(shè)備的特征在于其內(nèi)部形成了三層疊加的靜態(tài)床層A、B、C。

-在底部的靜態(tài)床層A和中間的靜態(tài)床層B之間的區(qū)域裝有一個(gè)鼓風(fēng)管的環(huán)形圍管，由這些鼓風(fēng)管吹入氧氣或含氧氣體和

-在此向上一定距離，在中間的靜態(tài)床層B和上部的靜態(tài)床層C之間，裝備有帶有若干噴咀的環(huán)形圍管，由這些噴咀分別向熔煉氣化器內(nèi)噴入碳粒和氧氣或含氧氣體。

這種熔煉氣化器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在排出廢氣的管道上裝了一個(gè)熱旋風(fēng)除塵器，以便把碳粒從廢氣中分離出來。這個(gè)熱旋風(fēng)除塵器的排出端則與裝噴咀的環(huán)形圍管以流送管連接。