[发明专利]一种碳零排放生产锰基材料的方法

说明书

本发明公开了一种碳零排放生产锰基材料的方法，步骤一：原料预热：将回转窑尾部通入的氢气作为热源，经过一、二、三级预热，将二氧化锰矿粉预热；步骤二：还原反应：预热好的矿粉进入回转窑与过量的氢气进行氧化还原反应，生成一氧化锰和水蒸气；步骤三：冷却换热：回转窑尾部通入的氢气与还原反应好的高温一氧化锰换热，使氢气预热后到回转窑前部去参与还原反应，物料冷却后向窑尾行进、继续与冷却水换热，直至冷却到合格；本发明反应温度低，无碳硫及氮氧化物排放，废气与物料换热充分，真正实现了零碳排放且节能环保的目的。

技术领域

本发明属于锰基材料制备技术领域，特别是涉及一种碳零排放生产锰基材料的方法。

背景技术

一氧化锰是制备其他锰盐以及锰基产品的必需基础原材料，应用领域十分广阔，市场需求量巨大。主含量高、杂质低的一氧化锰更是在饲料添加剂、医药、锂电新能源领域，未来更是前景可观。

目前一氧化锰常用的生产方法：将二氧化锰矿粉和碳粉混合在一起，在850℃左右高温下，给混合物缺氧加热，将引燃碳粉，其燃烧释放的还原性气体与二氧化锰反应生成一氧化锰。主要反应方程式：MnO₂+C＝MnO+CO₂。此方法生产的产品，废气中含有硫化物(煤带入)和二氧化碳，产品里面也残留有碳，影响产品质量，且能耗高。因此，发明一种清洁环保节能的工艺生产一氧化锰是十分必要的。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种碳零排放生产锰基材料的方法，结合回转窑和固定床还原的优点发明本工艺和还原系统装置，提供了一种一氧化锰的制备方法，该方法设备流程简短，生产工艺清洁环保，反应过程能耗低且实现碳零排放。

本发明所采用的技术方案是：

一种碳零排放生产锰基材料的方法，包括以下步骤：

步骤一：原料预热：将回转窑尾部通入的氢气作为热源，经过一、二、三级预热，将二氧化锰矿粉预热；

步骤二：还原反应：预热好的矿粉进入回转窑与过量的氢气进行氧化还原反应，生成一氧化锰和水蒸气；

步骤三：冷却换热：回转窑尾部通入的氢气与还原反应好的高温一氧化锰换热，使氢气预热后到回转窑前部去参与还原反应，物料冷却后向窑尾行进、继续与冷却水换热，直至冷却到合格。

其中，步骤一中二氧化锰矿粉的粒度为200目过筛率≥90％，二氧化锰预热的温度为300℃-600℃。

其中，步骤二中氢气的用量为理论用量的2倍-4倍，氧化还原反应的时间为3min-30min。

其中，步骤二中氧化还原反应过剩的氢气通过废气燃烧炉进行过氧完全燃烧，生成的高温废气全部用于步骤一中一、二、三级锰矿粉预热。

其中，步骤三中氧化还原反应好的一氧化锰通过与回转窑尾部进入的冷氢气换热，换热后的氢气温度升高到200℃-400℃，一氧化锰物料的温度降低到60℃-100℃。

其中，步骤三中与冷氢气换热后、但温度还不足够低的一氧化锰产品继续与冷却水进行间接换热降温，合格的产品冷却温度为25℃-35℃。

其中，该方法用到的设备包括原料仓、进料计量螺旋、预热器、废气燃烧炉、旋风收尘器、换热冷却器、除尘器、引风机。

本发明的优点如下：