[发明专利]一种煤基法工业制取还原铁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤基法工业制取还原铁生产方法技术领域。

背景技术

 目前，公知的煤基法工业制取还原铁方法是在高成本的碳化硅还原罐中按比例分别投入铁矿粉、还原剂粉状物料，然后封闭还原罐让还原罐中的铁矿粉、还原剂与外部空气隔绝，采用隧道窑加热还原罐，当还原罐中装填物料达到还原反应温度时，铁矿粉中的氧与还原剂中游离出的碳、一氧化碳反应生成二氧化碳，从而制得还原铁。

这种现有的制取还原铁方法存在的主要问题是：

1、生产现场粉尘污染严重，由于铁矿粉、还原剂等参与反应物质均以粉状形式进行投料，造成生产现场粉尘污染严重。

2、通过加热还原罐使还原罐内铁矿粉、还原剂等物料达到反应温度的方式热传递效率不高，导致还原反应不充分、投入反应的物料耗损大、能耗高。

3、还原罐布料基本采用由外向内分别为还原剂→铁矿粉→还原剂方式，还原剂的导热率相对较低，就降低了整个还原物料的热传递效率，延长了生产时间（如果改为铁矿粉→还原剂的布料方式虽然极大提高了热传递效率，但还原罐的损耗极大，没有经济价值）。

4、还原罐采用碳化硅材质，价值较高，生产中还原罐的损耗极大的增加了生产成本。

5、加热方式单一，中频加热等效率较高的加热方式不能应用。

发明内容

为了克服煤基法工业制取还原铁现有技术中粉尘污染严重、物料耗损大、能耗高、反应时间长、反应不充分的缺陷和不足, 本发明提供一种新的煤基法工业制取还原铁方法，该方法能够降低还原铁生产过程中的粉尘污染，提高热传递效率，缩短还原反应时间。

本发明的目的通过如下技术方案来实现的。

一种煤基法工业制取还原铁方法，本发明步骤为，

容器制备：在铁矿粉中加入粘接剂,然后将铁矿粉分别压制成装填还原剂的固态成型容器与容器盖子，固态成型容器内部空腔设置为还原剂料仓，该料仓不少于一个,在干燥后的容器与容器盖子外表面涂刷一层耐高温涂层,并经充分干燥备用；

装料：向铁矿粉所制的固态成型容器容腔中装入还原剂约为容器总重的40～50%及熔剂矿约为总重的5～8%，用盖子封闭容器，在盖子与容器结合部位涂刷不低于3mm的耐高温涂层；

加热：生产中采用隧道窑加热或者采用中频感应电炉加热；采用隧道窑加热，分为预热段、加热段和冷却段，加热段温度为1000℃～1200℃，加热时间不小于8小时，加热工序总耗时控制为28～38小时；采用中频感应电炉加热，装入还原剂及熔剂矿的铁矿粉固态成型容器进入电磁感应线圈，调节电流频率及电流大小，控制加热温度在1300℃～1400℃，加热时间3～5分钟，离开加热装置，进入保温装置保温20～30分钟，经过3～5次反复加温与保温即可制得还原铁，加热工序总耗时控制为8～10小时。

本发明铁矿粉的品位﹥65%,粒度﹥200目；粘接剂掺量为相当于铁矿粉体积的15%～20%、模数在2～3.5的钙基二氧化硅与碱金属氧化物的水溶液粘接剂；将铁矿粉分别压制成装填还原剂的固态成型容器与容器盖子的压力应不小于每平方米50吨。

本发明所述的耐高温涂层制备方法为：将泡好的纤维素180～210克，白乳胶4.0～5.0公斤，水28～32公斤，经充分搅拌，然后加入石英粉9～11公斤、铝钒土4.8～5.2公斤，无水碳酸钠38～45克，搅拌1.5～2.5小时可用于涂刷。 

 本发明主要有以下优点：

1、粉尘污染得到极大控制

铁矿粉提前制备为固体容器，制备过程加入水溶液，无粉尘污染源。

2、热传递效率极大提高

其一、直接加热反应物料；其二、压制密实的铁矿粉热传导率高于还原剂，反应物料热传递效率高，反应物料外部与芯部温差小，还原反应充分。

3、能够有效增大铁矿粉与还原剂接触面积、改善还原气氛

在铁矿粉与还原剂质量、加热温度及时间等参数不变的前提下，铁矿粉与还原剂接触的表面积越大还原气氛越好，还原反应越充分,所述的固态成型容器的容腔不少于一个,在满足强度、反应量的情况下，铁矿粉制备的固体容器，其形状、结构的设计就可最大程度的满足铁矿粉与还原剂接触表面积最大化的原则。

4、缩短生产时间、提高生产效率

由于提高热传递效率、改善还原气氛，反应物料升温快、温差小，还原反应充分，耗时少，试验数据说明：采用隧道窑加热，当加热段温度1100℃～1200℃，加热时间不小于8小时，总耗时28～38小时。

5、降低物料损耗、降低生产成本