專利名稱：海綿鐵快速還原工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海綿鐵的生產(chǎn)工藝，特別是對鐵系氧化物(如四氧化三鐵類磁鐵礦、三氧化二鐵類赤鐵礦、堿式碳酸鐵類菱鐵礦和硫酸燒渣等)進(jìn)行快速還原的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)生產(chǎn)海綿鐵的工藝流程見附圖1，是將焦碳末或無煙煤加工成的還原劑(碳C)與脫硫磷劑(石灰Ca)混合，然后將鐵系氧化物分層裝入料罐，然后進(jìn)入到還原爐內(nèi)，以36～40小時的時間內(nèi)加熱到1100～1200℃的溫度進(jìn)行還原反應(yīng)，經(jīng)冷卻后而成海綿鐵制品。這種方式因還原劑(碳C)與鐵系氧化物只有很小的接觸面，造成反應(yīng)時間長，還原不徹底、不均勻、過氧化等后果，影響海綿鐵的生產(chǎn)；另外，焦碳末或無煙煤的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種海綿鐵快速還原工藝，使反應(yīng)速度加快，反應(yīng)時間縮短，海綿鐵質(zhì)量得到提高，解決背景技術(shù)存在的上述問題。
本發(fā)明目的是通過下面的技術(shù)方案實現(xiàn)的海綿鐵快速還原工藝包括如下工藝過程鐵系氧化物、還原劑——碳C、脫硫磷劑混合配料，分層置于還原容器內(nèi)，加熱進(jìn)行還原反應(yīng)，冷卻后生產(chǎn)出海綿鐵制品，其特別之處是還原劑是煙煤制成的，并在工藝過程中加入添加劑四硼酸鈉。
煙煤制作成還原劑——碳C可以采用破碎的方式進(jìn)行，控制破碎的粒度小于等于100目；添加劑為四硼酸鈉，分子式為Na2B4O7·10H2O；鐵系氧化物包括四氧化三鐵類磁鐵礦、三氧化二鐵類赤鐵礦、堿式碳酸鐵類菱鐵礦和硫酸燒渣等。
鐵系氧化物、還原劑、添加劑、脫硫磷劑的混合比例為(重量百分比)1∶0.2～0.5∶0.0016～0.0039∶0.086～0.27。
所說的脫硫磷劑可以是石灰石。
還原容器內(nèi)的加熱還原反應(yīng)參數(shù)時間控制在4～20小時，加熱溫度1000～1200℃。
本發(fā)明的有益效果是因鐵系氧化物與還原劑(碳C)接觸面積增大，又加有添加劑(四硼酸鈉)，添加劑(四硼酸鈉)在整個還原過程中起提高還原劑活性和降低還原反應(yīng)熱能的作用，使反應(yīng)速度加快、反應(yīng)時間縮短、海綿鐵質(zhì)量提高。本發(fā)明理論上可提高十倍反應(yīng)速度，實際上在同等環(huán)境下至少可提高四倍反應(yīng)速度，實際生產(chǎn)中同樣的還原隧道窯至少可提高2倍產(chǎn)量。另外，由于采用煙煤做還原劑，降低了生產(chǎn)成本。
由于本發(fā)明提高了反應(yīng)速度，可以簡稱為“海綿鐵E-S還原工藝”，E-S是英文Extreme Speed的縮寫。


附圖1是背景技術(shù)工藝圖。
附圖2是本發(fā)明工藝圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖2，通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
參照附圖2，鐵系氧化物烘干，還原劑、脫硫劑破碎，與添加劑一起進(jìn)入配料工序，然后混料裝罐，還原反應(yīng)，產(chǎn)品出罐。
鐵系氧化物為三氧化二鐵類赤鐵礦、堿式碳酸鐵類菱鐵礦和硫酸燒渣等時，在配料工序前，需要先在鐵系氧化物中配碳，添加部分還原劑，鐵系氧化物與配碳(還原劑)的比例為(重量百分比)1∶0.01～0.57，然后再與還原劑、脫硫劑、添加劑進(jìn)行配料。
鐵系氧化物為四氧化三鐵類磁鐵礦時，可以不需要在配料工序前配碳。
實施例一煙煤加工成的還原劑(碳C)，采用破碎的方式進(jìn)行，破碎后的粒度為50-100目，添加劑為四硼酸鈉，脫硫劑為石灰石，鐵系氧化物為堿式碳酸鐵類菱鐵礦(Fe＝34％)。將堿式碳酸鐵類菱鐵礦(Fe＝34％)與、脫硫劑(石灰石)和添加劑(四硼酸鈉)按比例(菱鐵礦1∶還原劑0.32～0.47∶脫硫劑0.12～0.27∶添加劑0.0016～0.0039)充分混合后裝入反應(yīng)罐(外層置廢還原劑粉作保護(hù)層)中進(jìn)入還原設(shè)備——窯爐內(nèi)升溫7小時至1180℃保溫10小時降溫6小時冷卻后出窯，海綿鐵產(chǎn)品經(jīng)化驗TFe達(dá)到82％以上，化驗報告見表1化驗報告表1

實施例二煙煤加工成的還原劑(碳C)，采用破碎的方式進(jìn)行，破碎后的粒度為50-100目，添加劑為四硼酸鈉，脫硫劑為石灰石，鐵系氧化物為四氧化三鐵類的磁鐵礦粉(Fe＝65.7％)。將四氧化三鐵類的磁鐵礦粉(Fe＝65％)與煙煤加工成的還原劑(碳C)、脫硫劑(石灰石)和添加劑(四硼酸鈉)按比例(磁鐵礦粉1∶還原劑0.2～0.5∶脫硫劑0.086～0.21∶添加劑0.001～0.009)分別混合后分層裝入反應(yīng)罐中進(jìn)入還原設(shè)備——窯爐內(nèi)升溫6小時至1160℃保溫12小時降溫6小時冷卻后出窯，海綿鐵產(chǎn)品經(jīng)化驗TFe91.15％，化驗報告見表2化驗報告表2

本發(fā)明實施例與背景技術(shù)相比，還原時間、還原溫度見表3背景技術(shù)工藝與本發(fā)明工藝比較表3

從上表即可看出，同一原料在同等溫度條件下還原，本發(fā)明工藝的還原時間大大縮短。
權(quán)利要求
1.一種海綿鐵快速還原工藝，包括如下工藝過程鐵系氧化物、還原劑--碳C、脫硫磷劑混合配料，分層置于還原容器內(nèi)，加熱進(jìn)行還原反應(yīng)，冷卻后生產(chǎn)出海綿鐵制品，其特征在于所說的還原劑是煙煤制成的，并在工藝過程中加入添加劑四苯硼酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之海綿鐵快速還原工藝，其特征在于所說的鐵系氧化物、還原劑、添加劑的混合比例為(重量百分比)1∶0.2--0.5∶0.0016--0.0039∶0.086--0.27，所說的脫硫磷劑是石灰石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之海綿鐵快速還原工藝，其特征在于還原容器內(nèi)的加熱還原反應(yīng)參數(shù)時間控制在4～20小時，加熱溫度1000～1200℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之海綿鐵快速還原工藝，其特征在于所說的鐵系氧化物包括三氧化二鐵類赤鐵礦或堿式碳酸鐵類菱鐵礦或硫酸燒渣，在配料工序前，需要先在鐵系氧化物中配碳，添加部分還原劑，鐵系氧化物與配碳(還原劑)的比例為(重量百分比)1∶0.01～0.57，然后再與還原劑、脫硫劑、添加劑進(jìn)行配料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之海綿鐵快速還原工藝，其特征在于所說的鐵系氧化物包括四氧化三鐵類磁鐵礦，不需要在配料工序前配碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之海綿鐵快速還原工藝，其特征在于所說的煙煤制作成還原劑--碳C采用破碎的方式進(jìn)行，控制破碎的粒度小于等于100目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海綿鐵的生產(chǎn)工藝，特別是對鐵系氧化物(如四氧化三鐵類磁鐵礦、三氧化二鐵類赤鐵礦、堿式碳酸鐵類菱鐵礦和硫酸燒渣等)進(jìn)行快速還原的生產(chǎn)工藝。包括如下工藝過程鐵系氧化物、還原劑--碳C、脫硫磷劑混合配料，分層置于還原容器內(nèi)，加熱進(jìn)行還原反應(yīng)，冷卻后生產(chǎn)出海綿鐵制品，還原劑是煙煤制成的，并在工藝過程中加入添加劑四苯硼酸鈉。本發(fā)明的有益效果是因鐵系氧化物與還原劑接觸面積增大，添加劑在整個還原過程中起提高還原劑活性和降低還原反應(yīng)熱能的作用，使反應(yīng)速度加快、反應(yīng)時間縮短、海綿鐵質(zhì)量提高。本發(fā)明理論上可提高十倍反應(yīng)速度，實際上在同等環(huán)境下至少可提高四倍反應(yīng)速度，實際生產(chǎn)中同樣的還原隧道窯至少可提高2倍產(chǎn)量。另外，由于采用煙煤做還原劑，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C22B5/00GK101029344SQ20071009024
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者鄭國剛, 汪壽平, 唐竹勝, 汪翔宇 申請人:唐山奧特斯窯爐有限公司