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1、10申请公布号CN102006966A43申请公布日20110406CN102006966ACN102006966A21申请号200880104911122申请日2008081260/967,34720070904US60/997,61620071004US61/126,91520080508USB23K35/2420060171申请人卡德罗资源公司地址加拿大哥伦比亚省72发明人格伦E霍夫曼74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人王旭54发明名称金属矿石浓缩物成为铁合金的直接处理57摘要一种用于通过直接处理含锰和铬的铁化合物制备液态铁合金的方法，所述方法通过下列步骤将含碳还。
2、原剂、融合剂和粘合剂与材料例如铁砂、金属氧化物、锰铁矿石浓缩物和/或铬铁矿石浓缩物以及硅砂混合，以形成混合物；从所述混合物形成附聚物；将所述附聚物与其它材料一起引入到熔化炉中；在1500至1760的温度熔化原料，并且形成炉渣和热金属；移出所述炉渣；和将热金属作为液态铁合金排放。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010030186PCT申请的申请数据PCT/US2008/0101232008081287PCT申请的公布数据WO2009/032110EN2009031251INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图3页CN102006979A1。
3、/2页21一种用于通过直接处理含锰和铬的化合物MNFE和CRFE矿石制备液态铁合金的方法，所述方法包括下列步骤A将下列各项混合I选自包含铁砂、金属氧化物、锰铁矿石浓缩物和/或铬铁矿石浓缩物、硅砂和它们的混合物的组的材料；II含碳还原剂；III融合剂；和IV粘合剂，以形成混合物；B从所述混合物形成附聚物；C将所述附聚物引入到熔化炉中；D在1500至1760C的温度熔化原料，并且在其上形成炉渣；E移出所述炉渣；和F将热金属作为热液态铁合金排放。2根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括保持所述熔化炉内的还原气氛。3根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过提供加压密封来充分防止所有对于所述熔化炉。
4、的空气进入。4根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括保持所述熔化炉内的正压。5根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在将所述混合物、所述附聚物引入到所述熔化炉之前，预热所述混合物、所述附聚物或所述两者。6根据权利要求1所述的方法，其中100的所述铁砂、金属氧化物、锰铁矿石浓缩物和/或铬铁矿石浓缩物和硅砂通过10目TYLER标准170MM；100的所述含碳还原剂小于25MM；和100的所述融合剂小于25MM。7根据权利要求1所述的方法，其中所述含碳还原剂选自包含煤、焦炭、石油焦和木炭的组。8根据权利要求1所述的方法，其中所述融合剂选自包含CAO、MGO、CAF2、SIO2、AL2O3和它们的。
5、混合物的组。9根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述熔化炉中形成液态铁硫化铁混合物；从所述熔化炉移出所述液态铁硫化铁混合物，将所述铁脱硫，和固化得到的铁以用于进一步的用途。10根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述熔化炉中形成废气，将所述废气清洗和冷却，和利用所述清洗的废气作为燃烧燃料驱动涡轮和发电。11根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括在所述涡轮中产生废气，从所述涡轮回收所述废气，并且将其中含有的可感知的热以蒸汽的形式在废热锅炉回收系统中回收。12根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括利用所述蒸汽驱动蒸汽涡轮和相关的发电机以产生另外的电，从而基本上供应所述方法的全。
6、部的电需求。13一种用于通过直接处理含锰和铬的化合物MNFE和CRFE矿石制备液态铁合金权利要求书CN102006966ACN102006979A2/2页3的方法，所述方法包括下列步骤A将下列各项混合I选自包含铁砂、金属氧化物、锰铁矿石浓缩物和/或铬铁矿石浓缩物和硅砂的组的材料；II含碳还原剂；III融合剂；和IV粘合剂，以形成混合物；B将所述混合物的至少一部分在加热器中预热到500至1200C的温度；C将所述预热的混合物引入到熔化炉中；D在1500至1760C的温度熔化原料，并且在其上形成炉渣；E移出所述炉渣；和F将热金属作为热液态铁合金排放。14根据权利要求13所述的方法，其中100的所述。
7、铁砂、金属氧化物、锰铁矿石浓缩物和/或铬铁矿石浓缩物和硅砂通过10目TYLER标准170MM；100的所述含碳还原剂小于25MM；和100的所述融合剂小于25MM。15根据权利要求13所述的方法，其中所述含碳还原剂选自包含煤、焦炭、石油焦和木炭的组。16根据权利要求13所述的方法，其中所述融合剂选自包含CAO、MGO、CAF2、SIO2、AL2O3和它们的混合物的组。17根据权利要求13所述的方法，其中所述粘合剂选自包含纤维素、膨润土、糖蜜、淀粉或它们的混合物的组。权利要求书CN102006966ACN102006979A1/4页4金属矿石浓缩物成为铁合金的直接处理发明领域0001本发明涉及用。
8、于采用使用气体燃烧涡轮的联合循环发电COMBINEDCYCLEPOWERGENERATION概念直接处理含锰、铬铁矿和二氧化硅的化合物MNFE和CRFE矿石，和二氧化硅以制备液态铁合金和铁的方法和设备。0002发明概述0003MNFE矿石、CRFE矿石和二氧化硅被冷压块以形成致密的附聚物，所述致密的附聚物含有含碳材料如煤、石油焦PETCOKE、木炭等，氧化铁或者已经在矿石中含有的，或者以铁矿石微粉、轧制铁鳞、金属化铁微粉等的形式对混合物单独添加的，熔剂如石灰、二氧化硅、晶石等，以及粘合剂。在附聚物中存在过量的碳，其不仅与锰、铬和二氧化硅化合物反应，并且还原氧化铁、氧化锰等，使得熔化器内的气氛主。
9、要是CO，以及一些来自含碳材料例如煤的挥发的释放的H2。体系中的硫与熔剂添加物CAO、CAF2、MGO等自由结合，从而形成含硫液体炉渣。0004发明目的0005本发明的主要目的是提供一种从普通矿石材料制备硅锰SILICAMANGANESE、铁锰或铁硅铁合金的方法。0006本发明的另一个目的是提供一种从矿石以氧化物的形式回收锰、铬、钒和钛的方法。0007附图简述0008通过参考下列详细描述和附图，前述和其它的目的将变得更容易显而易见，在所述附图中0009图1是本方法的示意性流程图，其中参考标记是指如以下所指出的项目。0010图2是用于操作废气的示意性流程图。0011图3是用于处理热金属以形成钒和。
10、钛的氧化物的示意性流程图。0012图4是以锭料形式回收热金属的示意图。0013图5是用于回收钒和钛的氧化物或用于回收再循环用浓缩炉渣的炉渣处理的示意图。0014图6是显示用于制备液态铁合金的备选方法的示意性流程图，其中将原料在附聚或不附聚的情况下预热，然后供给到熔化炉。0015在附图中，参考标记是指001610MNFE、CRFE、SIO2或浓缩物100通过10目TYLER标准TYLERSTANDARD170MM，优选100通过100目TYLER标准TYLERSTANDARD150微米001712金属铁微粉，和氧化铁微粉100小于MINUS25MM，优选100通过100目001814制备的还原剂。
11、，例如煤、石油焦、木炭等，100通过25MM，优选100通过100目TYLER标准150微米001916融合剂CAO、MGO、CAF2、SIO2、AL2O3等100小于25MM002018粘合剂例如纤维素、膨润土、糖蜜MOLASSES、淀粉有机的或无机的说明书CN102006966ACN102006979A2/4页5002120再循环微粉002222混合机002324压块机BRIQUETTER/附聚机AGGLOMERATOR尺寸8至100CC002426水添加喷射002528造粒机鼓型或盘型002630筛网干式或辊筒式002732半成品球GREENBALL干燥器干燥粒料至1水分以下002834。
12、附聚物块体BRIQUETTE固化/储料斗，或预热器002936重量体系WEIGHTSYSTEM中的进料损失003038电熔化器，操作温度1500C003140用于液态铁合金的杓LADLEA和B003242用于脱硫的炉渣添加物003344铁锭浇铸器CASTER003446炉渣杓C003548炉渣处置/骤冷储槽QUENCHBUNKER003650再循环炉渣003752废气冷却洗涤器/袋滤器003854风扇003956通过燃烧将COH2转化成CO2H2O的组套STACK004058高压压缩机100350PSIG004160任选气流，硫移除系统，例如SELEXOL004262高压气体储蓄槽004364。
13、气体涡轮出气温度600700C004466发电机004568废热锅炉交换器004670高压蒸汽涡轮004772发电机004874锅炉闭路水管道004976泵005078气体硫移除体系上游的任选冷凝器005180加压密封室005282淬火和研磨和静电分离005384加热器，直接或间接旋转窑类型0054详细描述0055如图1中所示，将原料引入到混合机22中，输入材料由下列组成金属铁微粉、氧化铁、锰铁矿石浓缩物和/或铬铁矿石浓缩物10，100通过10目TYLER标准TYLERSTANDARD170MM，优选100通过100目TYLER标准150微米；制备的还原剂14，例如煤、石油焦、木炭，或其它的含。
14、碳材料，100通过25MM，优选100通过100目TYLER标准150微米；造渣剂或融合剂16，例如MGO、CAO、AL2O3、CAF2萤石和SIO2，其100小于说明书CN102006966ACN102006979A3/4页625MM；有机或无机粘合剂18，例如纤维素、膨润土、糖蜜或淀粉；再循环微粉20，和所需的水26。0056在混合机22中将这些材料混合，然后在压块机/附聚机24中或造粒机28例如鼓型或盘型造粒机中形成为附聚物，所述附聚物的形式为具有均匀尺寸的块体或粒料。将附聚物通过分级机SIZER30筛分，将筛下的材料返回到附聚机24或造粒机28。0057备选地，为了将混合物预热到约50。
15、0至1200C，将还原剂脱挥DEVOLATIZING和制备向电炉熔化器38的预热进料，可以将离开混合器22的材料D1供给到加热器84。氧化铁的预还原将发生至在约0至90范围内的水平。如果需要，也可以将附聚材料D2在将材料通过加压密封PRESSURESEAL37供给到熔化器中之前预热。如所示的，加热器84可以是间接加热的旋转窑或直接烧制窑，并且废气被再循环。根据需要，加热器84可以是有耐火衬里的，或它可以是无衬里的。0058将来自造粒机28的筛分的粒料在半成品球干燥器32中干燥至1以下的含湿量。将附聚物在储料斗34中固化和/或储存，然后通过加压密封进料系统36供给到电熔化器或熔化炉38。对熔化器。
16、的进料是通过加压密封室80，如与竖炉一起使用的常规料腿FEEDLEG，或通过锁紧阀LOCKVALVE。将熔化器废气在冷却器洗涤器52中处理、冷却和洗涤，在压缩机54中压缩，并且输送到组套56，所述组套56包括用于将一氧化碳和氢气转化成二氧化碳和水蒸汽的燃烧装置。熔化器38通常在稍微的正压力下运行。热金属和炉渣的排放TAPPING以间歇基础进行。0059任选地，可以将一种或多种另外的原料通过加压密封引入到熔化器38中，所述另外的原料包括金属铁微粉和氧化铁微粉12，其100小于25MM；制备的还原剂14，例如煤、石油焦、木炭或其它含碳材料，100通过25MM，优选50通过10目；造渣剂或融合剂16。
17、，例如MGO、CAO、AL2O3、CAF2萤石和SIO2，其100小于25MM；和再循环炉渣50。原料在熔化炉38中在1500至1760C的温度熔化，以形成其上具有炉渣的液态铁合金；0060如所示的，将液态铁合金从熔化器移出到杓40中，并且可以在锭料浇铸器44浇铸成铁合金锭料。在将热铁合金排放到杓40A和B中时，可以将另外的融合剂14加入到热铁合金中。将脱硫炉渣添加物42引入到显示为B的热金属杓中，所述添加物为CAO、MGO、CA/MG金属丝或它们的混合物。可以将来自杓A或B的热金属浇铸成锭料。0061来自杓C的炉渣可能归因于液态铁合金和炉渣之间的分配效应PARTITIONINGEFFECT而。
18、含有未还原的MN、CR、V和TI的氧化物种。然后可以如图5中所示将该炉渣通过淬火和研磨和静电分离82处理，以回收MNO、CR2O5、V2O5和TIO2。如果需要的话，然后可以将此浓缩的炉渣50再循环到熔化器，以增加炉渣的所需材料浓度，并且改进回收效率。0062还可以通过溶剂萃取技术实现从浓缩的炉渣回收氧化物种MNO、CR2O5、V2O5和TIO2。0063本发明方法的操作参数如下0064正常范围最大值0065铁合金15001600C17001760C0066熔化器温度0067熔化器废气5001500C12001650C0068熔化器废气压力002H2O标准规格GAUGE15H2O标准规格说明书。
19、CN102006966ACN102006979A4/4页70069气体蓄积器100350PSIG0070废气压力0071气体涡轮750900C1000C0072组合产物离开温度0073离开熔化炉36的废气在冷却器洗涤器52中清洗。任选地，废气可以被风扇54移动通过在约100至350PSIG的范围内运行的高压压缩机58，并且将清洗的、压缩的废气用作气体涡轮64中的燃烧燃料，或用于在将附聚物引入到电熔化炉36之前在储料斗/预热器34中预热所述附聚物。气体涡轮64驱动发电机66发电，并且将在离开气体涡轮的废气中包含的可感知的热在废热回收锅炉系统68中回收。为了在较低气体温度下的较好范围处理和热回收效。
20、率，废热锅炉系统68蒸汽循环可以是基于使用70的氨和30的水的“KALINA”循环。氨/水沸腾在一定温度范围内而非在特定的温度和压力发生。由废热锅炉系统68产生的蒸汽然后用于驱动蒸汽涡轮70和相关发电机72以产生另外的电。本发明的第二目的是补充或产生所有为供应方法和运行设备所需的电，从而在电的方面自给自足。如果熔化器没有产生足够的燃料气，则另外的燃料气，例如天然气，可以用于补充对气体涡轮的燃料气进料。0074为了在任选的硫移除系统60中移除硫，可以对来自压缩机54的气体进行处理，这可能需要在硫气体移除系统上游的任选的冷凝器78。0075按照需要，附聚物固化或储料斗34可以是预热器，例如轴式SH。
21、AFT或容器式预热器VESSELPREHEATER。在作为预热器使用时，可以如图1中所示使用来自电炉或熔化器38的废气。废气在冷却器洗涤器52处返回到气体处理系统。0076本发明目的的效果概述0077从前述内容容易地显而易见的是，本申请人发明了一种从普通矿石材料制备液态铁合金铁硅、铁锰和硅锰SILICOMANGANESE的改进方法，以及一种回收炉渣中包含的金属氧化物例如氧化锰、氧化铬、氧化钒和氧化钛的方法。0078应当理解，前述描述和具体实施方案仅是对本发明的最佳模式及其原理的示意性说明，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以由本领域技术人员对设备进行各种更改和添加。说明书CN102006966ACN102006979A1/3页8图1说明书附图CN102006966ACN102006979A2/3页9图2图5说明书附图CN102006966ACN102006979A3/3页10图6说明书附图CN102006966A。