一種微波加熱制備還原鉻粉的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波加熱制備還原鉻粉的方法，屬于微波冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎，然后將Cr2O3、木炭混合均勻得到混合物料；分層布料：底層分布布置上述步驟得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量3～4%的上述步驟制備的粉碎煤粉；將上述步驟中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1300～1400℃保溫30～60min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到還原鉻粉。該方法以微波為熱源，提高了升溫速率和加熱效率，使得到的產(chǎn)品呈現(xiàn)蓬松狀態(tài)，同時(shí)也避免了夾生現(xiàn)象。
【專利說明】一種微波加熱制備還原鉻粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波加熱制備還原鉻粉的方法，屬于微波冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鉻是基本原材料，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航空航天及耐火材料領(lǐng)域。目前金屬鉻的生產(chǎn)方法包括鋁熱法、電解法和碳熱還原法。鋁熱法不僅消耗大量貴重的鋁粉，而且產(chǎn)品的回收率不高，通常不超過88%，產(chǎn)品中還含有大量的雜質(zhì)。電解法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，鉻含量大于99.55%，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中電耗大、污染嚴(yán)重，生產(chǎn)成本高。
[0003]金屬鉻制備應(yīng)用較為廣泛方法為碳熱還原法，因?yàn)樘紵徇€原法采用廉價(jià)的碳粉替代鋁粉還原Cr2O3，不僅大大減少雜質(zhì)引入，同時(shí)可以提高產(chǎn)品的回收率，降低生產(chǎn)成本。碳熱還原制備金屬鉻的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
Cr203+3C=2Cr+3C0(g) Δ G=-0.121T+185.18185，反應(yīng)向右進(jìn)行的平衡溫度為1257。。。
[0004]專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210467603.3，名稱為“一種利用碳還原法生產(chǎn)高純金屬鉻的方法”提供了一種碳熱還原法制備金屬鉻的方法，該方法將三氧化二鉻粉和碳黑粉混合均勻，加入去離子水或酒精，形成混合濕料，壓制成形，烘干，得到混合料塊；將混合料塊放入真空爐中，在真空高溫條件下，使三氧化二鉻被碳黑還原，然后依次通入一氧化碳?xì)怏w和二氧化碳?xì)怏w，降溫出爐后即能得到高純金屬鉻塊。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010124791.0，名稱為“碳還原二步法生產(chǎn)金屬鉻的方法”提供一種碳熱還原法制備金屬鉻的方法，該方法中將三氧化二鉻粉和碳粉混合均勻后壓制成小球，放入到高溫爐中進(jìn)行初步碳還原處理生成碳鉻熔體，然后將碳鉻熔體磨細(xì)并加入三氧化二鉻粉，混合均勻后壓制成坯，將干燥后的坯房真空高溫爐中，在真空度2(T200Pa、爐溫130(Tl60(TC狀態(tài)下保溫14?15小時(shí)，或?qū)⑴鲏K放入充有氬氣的高溫爐中，升溫至2000°C熔化，保溫2小時(shí)，澆鑄成塊，冷卻后出爐。上述碳熱還原法依然存在需在高溫真空環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)待控制要求條件苛刻，工藝極其繁雜冗長(zhǎng)，能耗極聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種微波加熱制備還原鉻粉的方法。該方法以微波為熱源，提高了升溫速率和加熱效率，使得到的產(chǎn)品呈現(xiàn)蓬松狀態(tài)，同時(shí)也避免了夾生現(xiàn)象，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種微波加熱制備還原鉻粉的方法，其具體步驟如下:
(O首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎至粒度為100?140目，然后將Cr2O3、木炭按照質(zhì)量比100: (24?26)混合均勻得到混合物料；
(2)分層布料:底層分布布置步驟(I)得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量3?4%的步驟(I)制備的粉碎煤粉；
(3)將步驟(2)中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1300?1400°C保溫30?60min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到還原鉻粉。
[0007]所述步驟(1)中Cr2O3中Tcr≥95%。
[0008]所述步驟(1)中木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%。
[0009]所述步驟(1)中的煤中固定碳≥70%、灰分≤ 20%。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:(1)該方法以微波為熱源，提高了升溫速率和加熱效率，使得到的產(chǎn)品呈現(xiàn)蓬松狀態(tài)，同時(shí)也避免了夾生現(xiàn)象；(2)該方法使Cr2O3的還原工藝變得簡(jiǎn)單，既保證了還原鉻粉的品位和金屬化率，又大大縮短了生產(chǎn)周期，降低了耗能，又能利用價(jià)格低廉的還原劑，降低原料成本。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0012]實(shí)施例1
該微波加熱制備還原鉻粉的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎至粒度為100目，然后將Cr2O3、木炭按照質(zhì)量比100:24混合均勻得到混合物料，其中Cr2O3中T&=95.1%，木炭中的固定碳≥78%、灰分≤ 0.5%，煤中固定碳≥70%、灰分≤ 20% ；
(2)分層布料:底層分布布置步驟(1)得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量3%的步驟(1)制備的粉碎煤；
(3)將步驟(2)中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1350°C保溫40min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到金屬化率91%的還原鉻粉。
[0013]實(shí)施例2
該微波加熱制備還原鉻粉的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎至粒度為100目，然后將Cr2O3、木炭按照質(zhì)量比100:25混合均勻得到混合物料，其中Cr2O3中T&=98.2%，木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%，煤中固定碳≥ 70%、灰分≤ 20% ；
(2)分層布料:底層分布布置步驟(1)得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量4%的步驟(1)制備的粉碎煤粉；
(3)將步驟(2)中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1400°C保溫40min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到金屬化率92.3%的還原鉻粉。
[0014]實(shí)施例3
該微波加熱制備還原鉻粉的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎至粒度為120目，然后將Cr2O3、木炭按照質(zhì)量比100:24混合均勻得到混合物料，其中Cr2O3中T&≥99%，木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%，煤中固定碳≥ 70%、灰分≤ 20% ；
(2)分層布料:底層分布布置步驟(1)得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量3%的步驟(1)制備的粉碎煤粉；
(3)將步驟(2)中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1300°C保溫60min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到金屬化率90.3%的還原鉻粉。
[0015]實(shí)施例4該微波加熱制備還原鉻粉的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎至粒度為140目，然后將Cr2O3、木炭按照質(zhì)量比100:26混合均勻得到混合物料，其中Cr2O3中T&≥99%，木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%，煤中固定碳≥70%、灰分≤ 20% ；
(2)分層布料:底層分布布置步驟(1)得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量4%的步驟(1)制備的粉碎煤粉；
(3)將步驟(2)中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1380°C保溫30min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到還原鉻粉。
【權(quán)利要求】
1.一種微波加熱制備還原鉻粉的方法，其特征在于具體步驟如下: (O首先將Cr2O3、木炭、煤粉碎至粒度為100~140目，然后將Cr2O3、木炭按照質(zhì)量比100: (24~26)混合均勻得到混合物料； (2)分層布料:底層分布布置步驟(1)得到的混合物料，上層分布布置有混合物料質(zhì)量3~4%的步驟(1)制備的粉碎煤粉； (3)將步驟(2)中布置好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1300~1400°C保溫30~60min，將還原加熱后的爐料冷卻、粉碎、篩分后即得到還原鉻粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱制備還原鉻粉的方法，其特征在于:所述步驟(1)中Cr2O3 中 Tcr ≤ 95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱制備還原鉻粉的方法，其特征在于:所述步驟(1)中木炭中的固定碳> 78%、灰分≤0.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱制備還原鉻粉的方法，其特征在于:所述步驟(1)中的煤中固定碳≤70%、灰分≤20%。
【文檔編號(hào)】B22F9/20GK103962568SQ201410148647
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】朱紅波, 葉乾旭, 彭金輝, 張利波, 代林晴, 陳建, 普靖忠 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)