用于從含金屬物料中提取至少一種金屬的金屬還原裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開一種用于從至少一種的含金屬物料中提取至少一種金屬的金屬還原裝置，包括：一被設計用來容納含至少一種的金屬物料、至少一種的還原劑和至少一種的添加劑的混合物料的反應器殼體；一包含至少一個的與反應器殼體熱聯接的加熱單元和至少一個的可控制地聯接在加熱單元上的溫控單元的加熱裝置；和一位于該反應器殼體中的推進攪拌器。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及金屬還原和冶金
，特別地涉及用于從含金屬物料中提取至少一種金屬的金屬還原裝置。
技術介紹
金屬是人類不可或缺的材料。在自然界中，它們通常不以單質，亦即零價金屬的形 式存在；例如大多數被發現的，是以化合物和混合物的形式存在于礦石中。為了獲得單質 形式的金屬，就需要對礦石進行冶煉來提取金屬。 提煉金屬有多種方法，其中一種是利用還原劑，在一適當溫度下還原礦石。常用 的基于還原反應的冶金方法包括，以鐵的提煉為例，傳統方法包括高爐煉鐵法。其他常用于 生鐵還原的方法包括，例如直接還原和熔融還原。直接生鐵還原主要有以下兩大類(l) 氣基直接還原，包括例如Midrex豎爐法和HYL反應罐法；和(2)煤基直接還原，包括例 如使用環形轉底爐的Fastmet法、使用回轉窯的CRI匪法、Fastmelt法和ITmk3法。這些 方法中的大多數通常需要高的鐵品位，如礦石鐵品位高于60%。另一煤基直接還原法使 用隧道窯且反應物以粉末狀進入到隧道窯中。熔融還原方法包括例如Corex法、Hi smelt 法、Finex法以及其他如DI0S、 AISI和CCF法。另一種常用的方法是Hoganas法。 上述的這些方法， 一般來說，可能需要高的能量消耗，造成嚴重的空氣污染，或需 要大量的設備投資。此外，這些方法可能嚴格要求高質量的進料，如要求高品位的礦石，或 在冶煉過程中需要精確的控制以避免產品質量較差。因此，對于能夠解決至少一個上述問 題的新金屬還原方法，仍然存在強烈的需求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問 題是提供一種金屬還原裝置，以降低金屬還原的能耗和對含金屬物料的品位要求。
技術實現思路
本技術涉及用于從至少一種的金屬物料中提取至少一種金屬的金屬還原裝 置，其特征是包括一用來容納含至少一種金屬物料、至少一種的還原劑和至少一種的添 加劑的混合物料的反應器殼體；一包含至少一個的與反應器殼體熱聯接的加熱單元和至少 一個的可控制地聯接在加熱單元上的溫控單元的加熱裝置；和一安裝在該反應器殼體中的 推進攪拌器。本技術可取得多種有益效果，最主要的是可使用低品位的含金屬物料， 如低品位礦石，作為金屬還原的反應物，降低了對至少一種的含金屬物料品位的要求及還 原能耗，并提高了金屬的還原速率。附圖說明圖1是與本技術一致的示例金屬還原方法流程圖。圖2是與本技術一致的示例冶金方法流程圖。 圖3(A)和圖3(B)是與本技術一致的示例添加劑回收方法流程圖。 圖4是與本技術一致的示例冶金系統流程圖。 圖5描述的是與本技術一致的一示例金屬還原裝置。 圖6是圖5中金屬還原裝置沿線6-6截取的水平截面圖。 圖7是圖6中推進攪拌器的部分放大圖。 圖8是圖7中推進攪拌器的8-8截面圖。 圖9是圖5中金屬還原裝置沿線9-9截取的豎直截面圖。具體實施方式為便于對本技術整體描述，下面還對與金屬還原裝置相關的金屬還原方法、 金屬還原系統、金屬還原產品及冶金方法、冶金系統同時進行說明。本技術涉及一種金屬還原方法，其特征是包括將一混合物料加入到反應器中，該混合物料包含至少一種的含金屬物料、至少一種的還原劑和至少一種的添加劑，加熱該反應器到選定的還原溫度，攪拌混合物料的同時，推動其通過反應器，并因此經過一段還原時間，和得到一生成產物，該生成產物包含至少一種的零價金屬和殘渣。 在一實施例中，混合物料以細顆粒狀存在。例如細顆粒的顆粒尺寸小于約lmm。再例如，細顆粒的顆粒尺寸小于約0.074mm。這些顆粒尺寸可以通過一種選自已知的，如激光密度法、沉降法、和電子顯微鏡法的工藝方法來測量。 此處公開的至少一種的含金屬物料可以選自礦石、熔渣、工業廢渣和金屬氧化 物。在一實施例中，至少一種的含金屬物料選自礦石。礦石包括但不限于低品位礦石、共 生礦和難選冶礦。例如，至少一種的含金屬物料可選自低品位礦石。此處所述的"低品位 礦石"是指金屬品位低于現有技術要求的礦石。例如，低品位鐵礦是指鐵品位不高于60%， 如鐵的重量為礦石總重的20%_60%。在另一實施例中，至少一種的含金屬物料選自工業 廢渣。 多于一種的含金屬物料亦可以用于一個單獨的金屬還原過程。例如一種以上的 含有鐵的工業廢渣，盡管這些工業廢渣擁有不同來源和不同規格，但可以在一個單獨的金 屬還原過程中聯合使用并被還原。 在一實施例中，至少一種的含金屬物料含有至少一種的金屬化合物。該至少一種 的金屬化合物可選自，如包含至少一種正價金屬的各種化合物。例如該至少一種的金屬 化合物可選自金屬氧化物、金屬碳酸鹽和金屬氫氧化物。再例如，至少一種的金屬化合物選 自金屬硫化物，該金屬硫化物可以在進行金屬還原之前通過一種已知的工藝方法轉化為金 屬氧化物。當使用的含金屬化合物多于一種時，該至少一種的含金屬化合物可能含有相同 或不同的金屬。例如，一含金屬物料可能含有Fe3(^， Fe203， FeO，和/或其任何組合。再例 如，含有鐵和/或鎳的氧化物和/或硫化物的金屬化合物可共存于一種含金屬物料中。 至少一種的還原劑可為任何能夠使得金屬還原的還原劑，并可選自，例如具有較 高碳含量的物料。在一實施例中，至少一種的還原劑選自煤、無煙煤、焦炭、重油、石油焦和 瀝青。例如，至少一種的還原劑可以選自煤、無煙煤和焦炭。 此處公開的至少一種的還原劑在混合物料中的加入量可能大于其理論摩爾值。在 一實施例中，該至少一種的還原劑加入量比理論摩爾值大約5%至約100%。此處所指的至 少一種的還原劑的"理論摩爾值"是指在理想的化學反應條件下，根據化學反應方程式和至 少一種的含金屬物料中金屬含量的估算值，計算所得的金屬還原反應充分完成所需的還原 劑量。例如，如果用煤還原一種含？6304物料，將發生以下化學反應Fe304+2C = 3Fe+2C02。 在理想化學反應條件下，完全還原1摩爾Fe304，需要2摩爾碳。S卩，還原1摩爾Fe304的理5論摩爾值是2摩爾碳。實際應用中，還原劑的理論摩爾值是根據含金屬物料中金屬含量的 估算值計算所得。 此處公開的至少一種的添加劑可以是為了達到多種目的而被使用，例如去除任 何多余物質。例如通過使用所述的至少一種的添加劑可去除至少一種的含金屬物料中的 硫和/或磷。在一實施例中，至少一種的添加劑選自含有至少一種下列陽離子的化合物 Li+、 Na+、 K+、 Ca2+、 Sr2+、 Ba2+禾口 Mg2+。例如該至少一種的添加劑可選自LiCl、 NaCl、 KC1、 CaCl2、 SrCl2、 BaCl2、 MgCl2、 LiF、 NaF、 KF、 CaF2、 SrF2、 BaF2、 MgF2、 Li20、 Na20、 K20、 Ca0、 SrO、 Ba0、 MgO、 LiHC03、 NaHC03、 KHC03、 Ca (HC03) 2、 Sr (HC03) 2、 Ba (HC03) 2、 Mg (HC03) 2、 Li2S04、 Na2S04、 K2S04、 CaS04、 SrS04、 BaS04、 MgS04、 Li2C03、 Na2C03、 K2C03、 CaC03、 SrC03、 BaCO 和MgC03。再例 如該至少一種的添加劑選NaCl 、KC1 、CaCl2、NaF、CaF2、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于從至少一種的含金屬物料中提取至少一種金屬的金屬還原裝置，其特征是：包括：一被設計用來容納含至少一種的金屬物料、至少一種的還原劑和至少一種的添加劑的混合物料的反應器殼體；一包含至少一個的與反應器殼體熱聯接的加熱單元和至少一個的可控制地聯接在加熱單元上的溫控單元的加熱裝置；和一位于該反應器殼體中的推進攪拌器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李柏榮，
申請(專利權)人：李柏榮，
類型：實用新型
國別省市：81[中國|廣州]