一种制备金属还原材料的方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于金属材料加工技术领域，涉及一种钢类金属冶炼过程中提取贵重金属 的还原材料制备方法，能有效促进贵重金属的还原反应。
【背景技术】：
[0002] 目前，在钢类金属冶炼中，为了加快冶炼速度，提高冶炼质量，降低冶炼能耗，往往 在冶炼过程中，先将不锈钢或普碳钢用电炉从废钢或合金中溶化后再将钢水转到精炼炉 进行精炼，通常在精炼过程中需要配合钢的溶化和反应出现一些贵重金属，如钥（Mo)、锰 (Mn)、铬（Cr)、镍（Ni)等，在这些贵重金属中镍元素的还原性较好，很容易将其与氧成分分 离还原，而钥、锰和铬等还原性较差，单靠电炉加热实现其还原需要加大耗电量，增加冶炼 成本。所以在目前的钢类金属冶炼技术中减少耗电量，提高贵重金属的还原性能和还原量， 增加还原质量成为技术改进的重要研究课题。在现有的贵重金属回收过程中主要存在着回 收成本高，耗能大，效率低等缺点。
【发明内容】
：
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，以有效提高现有钢类金属冶炼中 的贵重金属还原速度和还原质量，制备一种应用于不锈钢或普碳钢冶炼过程的金属还原材 料。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明所涉及的金属还原材料(剂）的配置成分包括碳化 硅（SiC)、高纯度碳粉（C)和粘合剂，其重量百分比和参数要求分别为碳化硅20~30%，粒度 为5~50mm ;高纯度碳粉30~70%，粒度小于15mm，含碳量高于90%以上；粘合剂1~7%， 选取液体糖浆。
[0005] 本发明涉及的制备方法是先将碳化硅、高纯度碳粉和粘合剂放置于容器中搅拌混 合均匀后，在成型设备中压铸成形体结构的块状体，再将块状体经过自然或高温干燥后包 装成产品金属还原剂；将该产品应用于钢类金属冶炼过程中的贵重金属还原时，其节能率 达到25%以上。
[0006] 本发明涉及的压铸成形的压力在500~1000吨，自然条件下空气中常温干燥时间 为24~72小时，高温150~250°C强制干燥时间为12~48小时。
[0007] 本发明与现有技术相比，其还原剂配方简单，制备工艺安全可靠，产品节能效率 高，可以广泛用于钢类金属的冶炼过程中。
【具体实施方式】：
[0008] 本发明的实施时涉及的金属还原材料的配制成分包括碳化硅（SiC)、高纯度碳粉 (C)和粘合剂，其重量百分比和参数要求分别为碳化硅20~70%，粒度为5~50mm ;高纯度 碳粉20~70%，粒度小于15mm，含碳量高于90%以上；粘合剂1~7%，选取液体糖浆。
[0009] 本实施方式先将碳化硅、高纯度碳粉和粘合剂放置于容器中搅拌混合均匀后，在 成型设备中压铸成形体结构的块状体，再将块状体经过设定条件干燥后按常规工艺包装成 产品金属还原材料；将该产品应用于各种钢类金属冶炼技术中的贵重金属还原时，其节能 率高于25%。
[0010] 实施例1 :
[0011] 选取各成分的重量配比为：碳化硅26%，粒度20~50mm ;含碳量为95%、粒度50目 的精质焦碳粉67%，粒度小于15mm ;工业用液体糖浆7%。将上述原料放入陶瓷缸中搅拌均 匀后用坯压设备压制成长方体或球体形块状再20°C常温干燥60小时后包装制成金属还原 材料产品，经实验测定，其还原速度大有提高，冶炼电炉还原贵重金属过程节电量高于25%。
[0012] 实施例2:
[0013] 选取各成分的重量配比为：碳化硅50%，粒度小于50mm ;含碳量为95%、粒度50目 的精质焦碳粉48%，粒度小于15mm ;工业用液体糖浆2%。将上述原料放入陶瓷缸中搅拌均 匀后压制成长方体或球体形块状再在200°C条件下干燥30小时后包装制成金属还原材料 产品，经实验测定，其还原速度大有提高，冶炼电炉还原贵重金属过程节电量高于25%。
[0014] 实施例3 :
[0015] 选取各成分的重量配比为：碳化硅45%，粒度小于50mm ;含碳量为95%、粒度50目 的精质焦碳粉50%，粒度小于15mm ;工业用液体糖浆5%。将上述原料放入陶瓷缸中搅拌均 匀后压制成长方体或球体形块状再在220°C高温下干燥24小时后包装制成金属还原材料 产品，经实验测定，其还原速度大有提高，冶炼电炉还原贵重金属过程节电量高于25%。 [0016] 应用上述实施例制备的还原材料在普碳钢冶炼中实验技术有关参数和结论如 下：
[0017] SIC的发热量：
[0018] SiC=Si+C - 39, 920kcal/mol
[0019] Si+02=Si02+208,370kcal/mol
[0020] C+l/202=C0+26, 570kal/mol
[0021] 500kg85% - 500kg/ch*0. 85=425kg/mol
[0022] 425kg/ch/4420M. kg/ch=0. 096kg/ch, Si:28g/mol, SiC=40g/mol
[0023] 425kg/ch*(12/40) =128kg/ch, C: 12g/mol, SiC=40g/mol
[0024] 128kg/ch/4420M. kg/ch=0. 02kg/M. kg
[0025] SIC吸热反应：
[0026] -39, 920kcal/mol*43kg/ch/40g/mol=-452*1000kcal/ch -①
[0027] Si的氧化热：
[0028] 208, 370kcal/mol*298kg/ch/28g/mol=2218*1000kcal/ch -②
[0029] C的氧化热：
[0030] 26,570kcal/mol*128kcal/mol/12g/mol=283*1000kcal/mol -③
[0031] 发热量：
[0032] ① + ② + ③=(-452+2218+283)*1000=2049*1000kcal/ch
[0033] 对比结论：
[0034] 不使用本发明制备的还原材料时的能耗2, 625kwh/M. kg ;
[0035] 使用本发明制备的还原材料时的能耗1，932kwh/M. kg ;
[0036] 多出的能量将存留在合金炉内。
[0037] 综合计算：
[003J
【主权项】
1. 一种制备金属还原材料的方法，其特征在于金属还原材料的配置成分包括碳化硅、 高纯度碳粉和粘合剂，其重量百分比和参数要求分别为碳化硅20~30%，粒度为5~50mm ; 高纯度碳粉30~70%，粒度小于15mm，含碳量高于90% ;粘合剂1~7%，选取液体糖浆。
2. -种制备金属还原材料的方法，其特征在于先将碳化硅、高纯度碳粉和粘合剂放置 于容器中搅拌混合均匀后，在成型设备中压铸成形体结构的块状体，再将块状体经过自然 或高温干燥后包装成产品金属还原剂；将该产品应用于钢类金属冶炼过程中的贵重金属还 原时，其节能率达到25%。
3. 根据权利要求2所述的制备金属还原材料的方法，其特征在于压铸成形的压力在 500~1000吨，自然条件下空气中常温干燥时间为24~72小时，高温150~250°C强制干 燥时间为12~48小时。
【专利摘要】本发明涉及一种钢类金属冶炼过程中提取贵重金属的还原材料及其制备方法，金属还原材料（剂）的配置成分包括碳化硅、高纯度碳粉和粘合剂，其重量百分比和参数要求分别为碳化硅20～30%，粒度为5～50mm；高纯度碳粉30～70%，粒度小于15mm，含碳量高于90%以上；粘合剂1～7%，选取液体糖浆；先将碳化硅、高纯度碳粉和粘合剂置于容器中搅拌混合均匀后，压铸成形体结构的块状体，再经过自然或高温干燥后包装成产品；将该产品应用于钢类金属冶炼过程贵重金属还原，其节能率达25%，与现有技术相比，其还原剂配方简单，制备工艺安全可靠，产品节能效率高，可以广泛用于钢类金属的冶炼过程中。
【IPC分类】C21C7-00, C22B5-10
【公开号】CN104674009
【申请号】CN201310627096
【发明人】于洪洲, 张文良
【申请人】于洪洲
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月28日