一种利用富锰渣制备锰硅合金的方法及装置与流程

本发明涉及一种利用富锰渣制备锰硅合金的方法和装置，属于制备锰硅合金的制备领域。

背景技术：

我国钢铁产量目前以7亿多吨的产能遥遥领先世界，对铁合金需求量也巨增，但随之而来的能源、资源、排放压力巨大。随着国际社会对环保的日益重视，锰矿等资源的短缺，人们不断寻找一种低品位锰矿的利用方法，例如某矿以菱锰矿(mnco3)、菱铁矿(feco3)为主，难以磁选分离，tmn含量12～20％，tfe含量12～18％，强磁选后tfe和tmn品位提高只有2～3％。磁性焙烧经试验优化出的最好工艺条件下：焙烧温度750℃中性焙烧，焙烧时间1小时，焙烧矿中tfe含量由13.01％提高到15.42％，tmn含量由4.99％提高到17.76％，焙烧矿经细磨和强磁选后tfe含量由13.01％提高到29.02％，tmn含量由14.99％提高到29.68％，尾矿中tfe含量10.57％，tmn含量13.51％，对mn资源浪费严重。专利是201110005231.8的中国专利公开了一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备和工艺方法，能够解决上述技术问题，但是矿热炉能耗非常大，不利于该技术的普及。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种利用富锰渣制备锰硅合金的方法，能够低成本的合成锰硅合金，并且本发明还公开了一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置，采用的矿热炉能耗较低，可以在满足工况要求的前提下降低运行成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种利用富锰渣制备锰硅合金的方法，包括下述步骤：s1、将粒径为30至40厘米的还原剂铺设在矿热炉的底部；s2、将粒径是30至40厘米的锰矿倒入矿热炉，经过1400摄氏度高温冶炼，形成液态混合物；s3、在所述液态混合物中加入硅粉，继续1400摄氏度高温冶炼形成锰硅合金。

一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置，包括矿热炉，还包括惰性气体储罐和气体过滤装置，矿热炉包括外部壳体和顶盖，外部壳体内设有坩埚、石墨电极和驱动装置，坩埚的底部设有槽位，所述石墨电极成环形，所述石墨电极位于槽位内，驱动装置位于坩埚的下方；顶盖位于外部壳体的上方，顶盖上设有进气管和出气管，进气管和惰性气体储罐连通，进气管和惰性气体储罐之间的管路上设有第一泵体，出气管和气体过滤装置连通，出气管和气体过滤装置之间的管路上设有第二泵体；顶盖的顶部设有安装架，安装架上设有旋转装置，旋转装置上安装有升降装置，升降装置上设有电极棒，电极棒和坩埚的中心轴平行，电极棒和坩埚的中心轴之间存在一定距离；环形的所述石墨电极内设有隔热快，隔热块和所述坩埚的底部贴合，隔热块和所述坩埚的底部之间设有温度传感器，第一泵体和第二泵体均和所述温度传感器电连接。

前述的一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置中，所述气体过滤装置的底部设有盐酸池，盐酸池的上方设有过滤板，过滤板的上方设有盐酸喷头。

前述的一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置中，坩埚的内径等于l，电极棒和坩埚的中心轴之间的距离等于六分之一l。

前述的一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置中，所述电极棒的数量是一个。

前述的一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置中，所述坩埚的外壁上套设有电感线圈，电感线圈缠绕所述坩埚的外壁。

与现有技术相比，本发明的利用富锰渣制备锰硅合金的方法，能够低成本的合成锰硅合金；利用富锰渣制备锰硅合金的装置，采用的矿热炉能耗较低，可以在满足工况要求的前提下降低运行成本。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图。

附图标记：1-惰性气体储罐，2-矿热炉，3-进气管，4-安装架，5-升降装置，6-旋转装置，7-第一泵体，8-顶盖，9-坩埚，10-电极棒，11-驱动装置，12-石墨电极，13-电感线圈，14-外部壳体，15-气体过滤装置，16-出气管，17-隔热块，18-过滤板，19-盐酸池，20-第二泵体，21-盐酸喷头。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

一种利用富锰渣制备锰硅合金的方法，包括下述步骤：s1、将粒径为30至40厘米的还原剂铺设在矿热炉的底部；s2、将粒径是30至40厘米的锰矿倒入矿热炉，经过1400摄氏度高温冶炼，形成液态混合物；s3、在所述液态混合物中加入硅粉，继续1400摄氏度高温冶炼形成锰硅合金。

利用富锰渣制备锰硅合金的装置的实施例1：一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置，包括矿热炉2，还包括惰性气体储罐1和气体过滤装置15，矿热炉2包括外部壳体14和顶盖8，外部壳体14内设有坩埚9、石墨电极12和驱动装置11，坩埚9的底部设有槽位，所述石墨电极12成环形，所述石墨电极12位于槽位内，驱动装置11位于坩埚9的下方；顶盖8位于外部壳体14的上方，顶盖8上设有进气管3和出气管16，进气管3和惰性气体储罐1连通，进气管3和惰性气体储罐1之间的管路上设有第一泵体7，出气管16和气体过滤装置15连通，出气管16和气体过滤装置15之间的管路上设有第二泵体20；顶盖8的顶部设有安装架4，安装架4上设有旋转装置6，旋转装置6上安装有升降装置5，升降装置5上设有电极棒10，电极棒10和坩埚9的中心轴平行，电极棒10和坩埚9的中心轴之间存在一定距离；环形的所述石墨电极12内设有隔热快，隔热块17和所述坩埚9的底部贴合，隔热块17和所述坩埚9的底部之间设有温度传感器，第一泵体7和第二泵体20均和所述温度传感器电连接。

利用富锰渣制备锰硅合金的装置的实施例2：一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置，包括矿热炉2，还包括惰性气体储罐1和气体过滤装置15，矿热炉2包括外部壳体14和顶盖8，外部壳体14内设有坩埚9、石墨电极12和驱动装置11，坩埚9的底部设有槽位，所述石墨电极12成环形，所述石墨电极12位于槽位内，驱动装置11位于坩埚9的下方；顶盖8位于外部壳体14的上方，顶盖8上设有进气管3和出气管16，进气管3和惰性气体储罐1连通，进气管3和惰性气体储罐1之间的管路上设有第一泵体7，出气管16和气体过滤装置15连通，出气管16和气体过滤装置15之间的管路上设有第二泵体20；顶盖8的顶部设有安装架4，安装架4上设有旋转装置6，旋转装置6上安装有升降装置5，升降装置5上设有电极棒10，电极棒10和坩埚9的中心轴平行，电极棒10和坩埚9的中心轴之间存在一定距离；环形的所述石墨电极12内设有隔热快，隔热块17和所述坩埚9的底部贴合，隔热块17和所述坩埚9的底部之间设有温度传感器，第一泵体7和第二泵体20均和所述温度传感器电连接。

所述气体过滤装置15的底部设有盐酸池19，盐酸池19的上方设有过滤板18，过滤板18的上方设有盐酸喷头21。坩埚9的内径等于l，电极棒10和坩埚9的中心轴之间的距离等于六分之一l。

利用富锰渣制备锰硅合金的装置的实施例3：一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置，包括矿热炉2，还包括惰性气体储罐1和气体过滤装置15，矿热炉2包括外部壳体14和顶盖8，外部壳体14内设有坩埚9、石墨电极12和驱动装置11，坩埚9的底部设有槽位，所述石墨电极12成环形，所述石墨电极12位于槽位内，驱动装置11位于坩埚9的下方；顶盖8位于外部壳体14的上方，顶盖8上设有进气管3和出气管16，进气管3和惰性气体储罐1连通，进气管3和惰性气体储罐1之间的管路上设有第一泵体7，出气管16和气体过滤装置15连通，出气管16和气体过滤装置15之间的管路上设有第二泵体20；顶盖8的顶部设有安装架4，安装架4上设有旋转装置6，旋转装置6上安装有升降装置5，升降装置5上设有电极棒10，电极棒10和坩埚9的中心轴平行，电极棒10和坩埚9的中心轴之间存在一定距离；环形的所述石墨电极12内设有隔热快，隔热块17和所述坩埚9的底部贴合，隔热块17和所述坩埚9的底部之间设有温度传感器，第一泵体7和第二泵体20均和所述温度传感器电连接。

所述气体过滤装置15的底部设有盐酸池19，盐酸池19的上方设有过滤板18，过滤板18的上方设有盐酸喷头21。坩埚9的内径等于l，电极棒10和坩埚9的中心轴之间的距离等于六分之一l。所述电极棒10的数量是一个。所述坩埚9的外壁上套设有电感线圈13，电感线圈13缠绕所述坩埚9的外壁。

本发明的一种实施例的工作原理：将原料置于坩埚9内，然后给电极棒10通电，产生的电弧为原料加热，将原料液化，待原料全部液化后，通过驱动装置11带动坩埚9转动，旋转装置6带动电极棒10反向转动，使电极棒10在搅动原料的过程中接触更多的原料，能够提高加热效率，使一根电极棒能够起到两根电极棒的效果，从而降低矿热炉的运行成本。在矿热炉运行前将惰性气体充入矿热炉2内，设备在运行过程中会产生烟气，烟气通往气体过滤装置15，经过过滤后排出，产生烟气的速度和炉内温度有直接关系，炉内温度越高产生烟气的速度越快，通过增设温度传感器控制排气的速度和惰性气体补入的速度，排除烟气的主要成分是一氧化碳，烟气首先进入盐酸池19，然后经过含有盐酸溶液的过滤板18，最后经过盐酸喷头21清洗后排除。通过增设电感线圈13可以降低产生电弧的电流大小要求，在较低的电流下也能产生电弧，从而进一步降低运行成本。