专利名称：从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种分离合金的方法，特别涉及的是一种从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法
背景技术：
炼铁的原理是对铁矿石中的氧化铁进行还原的过程。在铁矿石中，实际存在除铁以外的其他金属氧化物。在高炉炼铁的过程中，高炉内Fe还原的同时，还存在T1、S1、A1、Mg、 Ca, V, Mn, Ni, Zn等物质同样能被还原或者部分还原，并以合金及其它们的氧化物、碳化物、 碳氧化物形式存在于高炉熔融态炉渣中。而现有的高炉炼铁工艺，视炉渣液为氧化物的混合物。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种直接从高温熔融态炉渣中获得金属及其合金，节能环保、成本低的从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法。
本发明的目的是这样来实现的本发明从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，该方法包括以下步骤I)直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入具有还原功能的炉子中进行二次还原；2)将二次还原的炉渣液引入填充满一氧化碳和/或惰性气体的还原分离罐中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，在温度为1700°C—300°C范围内控温I一5小时后，控温静置 1—5小时，待高温炉渣液分层；3)缓慢冷却至常温，得到合金。
本发明将步骤2)中分层高温炉渣液按顺序引入填充有焦炭和惰性气体的还原细分器中以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂进行分离，得到合金；将还原细分器中分离出的合金分类收存于不同的填充满一氧化碳和/或惰性气体的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；打开冷凝罐，得到低元合金及单质金属。
本发明将步骤2)中分层高温炉渣液在还原分离罐中缓慢降至常温，得到合金；打开还原分离罐，倒出后按不同的层截取得到合金，以及它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
本发明将步骤2)中分层后的高温炉渣液按层分别引入冷凝罐中，缓慢冷却至常温；打开冷凝罐，取出得到及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
本发明从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，该方法包括以下步骤1)直接将炼铁炉中的高温炉渣液 直接引入具有还原功能的炉子中进行二次还原；2)将二次还原的高温炉渣液直接引入填充有焦炭和/或惰性气体的还原细分器中以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂进行分离，得到合金；3)将合金分类收存于不同的填充满惰性气体的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；4)打开冷凝罐，倒出，得到低元合金及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
本发明从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，其特征在于该方法包括以下步骤I)直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入填充满一氧化碳和/或惰性气体的还原分离罐中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，在温度为1700°C—300°C范围内控温I一5小时后， 控温静置I一5小时，待高温炉渣液分层；2)缓慢冷却至常温，得到合金。
上述的还原分离罐中有带顶部进、出液口和底部出液口的罐体，与罐体配合的罐盖,罐体周边有控温层,碳材料层位于控温层内，罐体上部有支撑转轴,罐盖上有与罐体相通的进气口、排气口。
上述的还原细分器中有支架，通过支撑转轴安装在支架上的罐体，罐体的一端上有进液口和气体出口而另一端上有出液口和进气口，罐体周边有控温层，碳材料层置于控温层内，焦炭类还原物质装于罐体内。
上述的冷凝罐中有带进液口的罐体，与罐体配合的罐盖，罐盖上有带控制阀的进气口、排气口，罐体周边有控温层，碳材料层置于控温层内，罐体上部装有支撑转轴。
在炉前，直接将高炉熔融态炉渣液引入具有还原功能的炉子进行二次还原(也可不进行二次还原，这要根据高炉炼铁中合金还原好坏而定)；以这种还原后的高炉熔融态炉渣中合金为熔剂，根据液液、固液、固固之间分子的相互作用不同的原理，利用不同组分(比重、熔点等)不同性质，通过将高炉熔融态炉渣液引入具有抗氧化和还原功能的还原罐对合金进行还原和分离，控制温度在摄氏1700度一300度之间，静置I一5小时，缓慢降至常温， 得到多元合金:Ca、Mg、Al、Si 合金，Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn 合金;Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn、V 合金，Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn、V、Fe合金，Al、S1、T1、Mn、V、Fe合金等粗分合金及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物；通过具有抗氧化和还原功能的还原罐后，再将高炉熔融态炉渣液引入具有抗氧化和还原功能还原细分器，对合金进行还原和细分后，分类引入充满惰性气体或者一氧化碳气体的冷凝罐中，控制温度在摄氏1700度一300度之间，静置I一5小时后，降至常温，可得到低元合金和单质金属。低元合金有Ca、Mg合金、Ca、Al合金、Mg、Al合金、Ca、Si合金、Mg、Si 合金、Al、Si合金、Ca、Ti 合金、Mg、Ti合金、Al、Ti合金、S1、Ti合金、Al、Mn合金、S1、Mn合金、T1、Mn合金、T1、V合金、Mn、V合金、Mn、Fe合金、T1、Fe合金、V、Fe合金,单质金属有 Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn、V、Fe及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
本发明将高炉熔融态炉渣直接引入具有还原条件和抗氧化保护的装置中，进行二次还原(也可以不进行二次还原，根据需要而定)后，再对合金及化合物进行分离，根据需要，采用不同的还原、分离条件，可以获得多元合金、三元合金、低元合金以及单质金属。
本发明在炉前直接从高炉熔融态炉渣中获得金属、合金及其化合物的方法，有利于综合利用矿产资源，极大地节约能源，减少废渣排放，大大降低生产成本，是一种冶金行业低成本节能环保的产业化非常好的方法。
图1为还原分离罐结构示意图。
图2为图1的右视图。
图3为还原细分器结构示意图。
图4为图3中还原细分器另一位置图。
图5为冷凝罐结构示意图。
图6为图5的右视图。
具体实施例方式图1、图2为还原分离罐结构示意图。还原分离罐中有带顶部进、出液口 I和底部出液口 2的罐体3，与罐体配合的罐盖4。罐体周边有控温层5。碳材料层6位于控温层内。罐体上部有支撑转轴7。罐体底部进液口处有放料挡板8。罐盖上有与罐体相通的进气口 9、 排气口 10。罐盖上中部装有吊耳11。
图3、图4为还原细分器结构示意图。还原细分器中有支架12，通过支撑转轴13安装在支架上的罐体14。罐体的一端上有进液口 15和气体出口 16而另一端上有出液口 17 和进气口 18。罐体周边有控温层19，碳材料层20置于控温层内。焦炭类还原性物质21装于罐体内。
图5、图6为冷凝罐结构示意图。冷凝罐中有带进液口 22的罐体23，与罐体配合的罐盖24。罐盖上有进气口 25、排气口 26，其中部有吊耳27。罐体周边有控温层28，碳材料层29置于控温层内。罐体上部装有支撑转轴30。
实施例1 :1、直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入电弧炉(或者其它具有还原功能的炉子)中进行二次还原；2、将二次还原的炉渣液引入填充满一氧化碳和惰性气体(如氩气)的还原分离罐中，在温度为1700°C—300°C范围内控温I一5小时后，控温静置I一5小时，待高温炉渣液分层；3、将高温炉渣液按层(从上到下或者从下至上等根据需要)顺序引入填充有焦炭和惰性气体的还原细分器中进行分离，得到合金；4、将还原细分器中分离出的合金分类收存于不同的填充满惰性气体的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；5、打开冷凝罐,得到低元·合金Ca、Mg合金、Ca、Al合金、Mg、Al合金、Ca、Si合金、Mg、 Si合金、Al、Si合金、Ca、Ti合金、Mg、Ti合金、Al、Ti合金、S1、Ti合金、Al、Mn合金、S1、 Mn合金、T1、Mn合金、T1、V合金、Mn、V合金、Mn、Fe合金、T1、Fe合金、V、Fe合金及单质金属。
实施例2 1、直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入电弧炉(或者其它具有还原功能的炉子)中进行二次还原；2、再将二次还原的炉渣液引入填充满一氧化碳和惰性气体(如氩气)的还原分离罐中；3、控制温度在1700°C—300°C范围内进行升温和降温操作，时间为I一5小时，静置I一 5小时后分层，将还原分离罐缓慢降至常温，得到合金；4、打开还原分离罐，倒出后按不同的层截取得到最上层以Ca、Mg、Al、Si的合金为主要成分，还有小部分的Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn的合金；中间层以Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn、V的合金为主要成分，还有小部分的Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn、V、Fe的合金，下层以Al、S1、T1、Mn、 V、Fe的合金为主要成分，还有它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
实施例3 1、直接将炼铁炉中的高温炉渣液直接引入电弧炉(或者其他具有还原功能的炉子)中进行二次还原；2、将二次还原的高温炉渣液直接引入填充有焦炭和惰性气体(如氩气)的还原细分器中进行分离，得到合金；3、将合金分类收存于不同的填充满惰性气体(如氩气)的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；4、打开冷凝罐,倒出，得到低元合金Ca、Mg合金、Ca、Al合金、Mg、Al合金、Ca、Si合金、Mg、Si合金、Al、Si合金、Ca、Ti合金、Mg、Ti合金、Al、Ti合金、S1、Ti合金、Al、Mn合金、S1、Mn合金、T1、Mn合金、T1、V合金、Mn、V合金、Mn、Fe合金、T1、Fe合金、V、Fe合金及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物；实施例4 1、直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入电弧炉(或者其他具有还原功能的炉子)中进行二次还原，将二次还原后的炉渣液引入还原分离罐中，控制还原分离罐的温度在1700°C — 300°C范围内，控温操作I一5小时，控温静置，待高温炉渣液分层；2、将分层后的高温炉渣液按层分别引入冷凝罐中，缓慢冷却至常温；3、打开冷凝罐，取出得至IJ Ca、Mg、Al、Si 的合金和少部分的 Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn 的合金；Ca、Mg、Al、S1、T1、 Mn、V的合金和少部分的Ca、Mg、Al、S1、T1、Mn、V、Fe的合金，Al、S1、T1、Mn、V、Fe的合金及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
实施例5 1、直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入填充满一氧化碳和惰性气体(如氩气)的还原分离罐中，在温度为1700°C—300°C范围内控温I一5小时后，控温静置I一5小时，待高温炉渣液分层；2、将高温炉渣液按层(从上到下或者从下至上等根据需要)顺序引入填充有焦炭和惰性气体的还原细分器中进行分离，得到合金；3、将还原细分器中分离出的合金分类收存于不同的填充满惰性气体的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；4、打开冷凝罐,得到低元合金Ca、Mg合金、Ca、Al合金、Mg、Al合金、Ca、Si合金、Mg、 Si合金、Al、Si合金、Ca、Ti合金、Mg、Ti合金、Al、Ti合金、S1、Ti合金、Al、Mn合金、S1、 Mn合金、T1、Mn合金、T1、V合金、Mn、V合金、Mn、Fe合金、T1、Fe合金、V、Fe合金及单质金属。
上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的 技术均属于本发明的范围。
权利要求
1.从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，该方法包括以下步骤I)直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入具有还原功能的炉子中进行二次还原；2)将二次还原的炉渣液引入填充满一氧化碳和/或惰性气体的还原分离罐中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，在温度为1700°C—300°C范围内控温操作I一5小时后，控温静置I一5小时，待高温炉渣液分层；3)缓慢冷却至常温，得到合金。
2.如权利要求1所述的从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，其特征在于将步骤 2)中分层高温炉渣液按顺序引入填充有焦炭和惰性气体的还原细分器中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，进行分离，得到合金；将还原细分器中分离出的合金分类收存于不同的填充满一氧化碳和/或惰性气体的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；打开冷凝罐，得到低元合金及单质金 属。
3.如权利要求1所述的从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，其特征在于将步骤 2)中分层高温炉渣液在还原分离罐中缓慢降至常温，得到合金；打开还原分离罐，倒出后按不同的层截取得到合金，以及它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
4.如权利要求1所述的从高炉熔融态炉渣中直接分离合金的方法，其特征在于将步骤 2)中分层后的高温炉渣液按层分别引入冷凝罐中，缓慢冷却至常温；打开冷凝罐，取出得到合金及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
5.从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入具有还原功能的炉子中进行二次还原；2)将二次还原的高温炉渣液直接引入填充有焦炭和惰性气体的还原细分器中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，进行分离，得到合金；3)将合金分类收存于不同的填充满惰性气体的冷凝罐中，缓慢冷却至常温；4)打开冷凝罐，倒出，得到低元合金及其它们的氧化物、炭化物、炭氧化物。
6.从高炉熔融态炉渣中直接分离合金的方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入填充满一氧化碳和/或惰性气体的还原分离罐中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，在温度为1700°C—300°C范围内控温I一5小时后， 控温静置I一5小时，待高温炉渣液分层；2)缓慢冷却至常温，得到合金。
7.如权利要求1或2或3或4或6所述的从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法， 其特征在于还原分离罐中有带顶部进、出液口和底部出液口的罐体,与罐体配合的罐盖,罐体周边有控温层，碳材料层位于控温层内，罐体上部有支撑转轴，罐盖上有与罐体相通的进气口、排气口。
8.如权利要求2或5所述的从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，其特征在于还原细分器中有支架，通过支撑转轴安装在支架上的罐体，罐体的一端上有进液口和气体出口而另一端上有出液口和进气口，罐体周边有控温层，碳材料层置于控温层内，焦炭类还原物质装于罐体内。
9.如权利要求2或4或5所述的从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，其特征在于冷凝罐中有带进液口的罐体，与罐体配合的罐盖，罐盖上有进气口、排气口，罐体周边有控温层，碳材料层置于控温层内，罐体上部装有支撑转轴。
全文摘要
本发明为从高炉熔融态炉渣中直接获得合金的方法，包括1)直接将炼铁炉中的高温炉渣液引入具有还原功能的炉子中进行二次还原；2)将二次还原的炉渣液或者炼铁炉中的高温炉渣液引入填充满一氧化碳和/或惰性气体的还原分离罐中，以炉渣液中熔融态合金为分离熔剂，在温度为1700℃—300℃范围内，控温操作1—5小时后，控温静置1—5小时，待高温炉渣液按不同合金比重差分层；3)缓慢冷却至常温，得到合金。本发明方法能直接从高炉熔融态炉渣中获得金属及其合金，节能环保、成本低。
文档编号C21B3/06GK103045873SQ20131002517
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者黄铭, 黄博 申请人:成都牧甫生物科技有限公司, 黄铭, 黄博