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CN101608261A - 铬矿粉生产高碳铬铁的方法 - Google Patents

铬矿粉生产高碳铬铁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用单一铬粉矿生产高碳铬铁的方法。本发明包括下列步骤：将单一铬粉矿与粘结剂和造渣剂进行混合配料，进行冷压造球，造球时间为10～15分钟，将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，将制成的球团自然风干后即为成品球团，成品球团与溶剂、还原剂直接加入矿热炉生产得高碳铬铁。本发明利用100％单一粉矿，预先造渣，直接进入矿热炉生产高碳铬铁，不需要配加铬块矿或其它粉矿。给生产带来极大便利，改进了生产电炉炉况，提高了生产率，降低了产品成本，工艺简单，即解决了资源问题，又满足了生产的要求，而且生产指标得到了改善。用途前景广泛。

Description

铬矿粉生产高碳铬铁的方法
技术领域
本发明涉及铬矿粉生产高碳铬铁的方法。
背景技术
目前，由于铬块矿的资源匮乏且价格较高，致使生产成本较高。虽然铬粉矿的价格较低，但全部使用粉矿生产高碳铬铁，则电炉透气性差，造成炉况恶化、生产指标差。
传统方法只解决了粉矿造球的强度问题，因此使用中必须与其它块矿搭配，才能满足生产所需。因为，若全部使用粉矿，则难以调整炉渣成分，从而极大降低铬元素的回收率。因此，现在通用的高碳铬铁生产方法是采用不同块矿搭配粉矿或将粉矿造球搭配块矿使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用单一铬粉矿生产高碳铬铁的方法。
本发明包括下列步骤：
(1)将单一铬粉矿与粘结剂和造渣剂进行混合配料，铬粉矿的重量百分含量为90～96％，粘结剂和造渣剂的重量百分含量为4～10％，粘结剂与造渣剂的比列为4∶6，粘结剂为玻璃水和膨润土混合，玻璃水和膨润土的比列为4∶6，造渣剂为硅微粉、铬铁除尘粉尘、镁砂粉或者石英砂粉中的一种，
(2)将混合好的配料经皮带输送至造球机进行冷压造球，造球时间为10～15分钟，
(3)将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，
(4)将制成的球团自然风干后即为成品球团，
(5)成品球团与溶剂、还原剂直接加入矿热炉生产得高碳铬铁，溶剂为硅石和白云石，还原剂为焦炭，每1000Kg成品球团配加硅石30～40Kg，配加白云石10～20Kg，配加焦炭250～300Kg。
高碳铬铁生产主要原材料为铬矿、合金焦。铬矿为块矿，有时为了降低成本搭配一些粉矿。在高碳铬铁生产中，不同矿种搭配使用，是为了：
(1)提高铬矿中Gr2O3的含量和渣铁比；
(2)调整炉渣中SiO2、Al2O3、MgO的含量，保证生产需要的炉渣成分；
(3)调整炉料透气性；
(4)降低原料使用成本。
因此，根据生产需要，为了保证炉渣中合适的SiO2、Al2O3、MgO的含量(渣中SiO2的含量应该在30～36％，渣中MgO、Al2O3的总量应该在56～60％)。
使用不同矿种生产高碳铬铁，存在如下问题：
(1)每种矿都需要单独的堆场，
(2)由于每种矿来自不同国家或地区，化验试剂消耗高；
(3)由于成分波动大，对料批配比影响大(如配碳量变化频繁)；
(4)频繁改变配比，易对炉况操作带来不利影响。如因配碳量变化二次电流易波动，电极不易深插，操作困难；
(5)料批每次的调整，都会带来渣量的变化，既影响铬的收得率又影响铬渣的后续处理。
本发明针对铬块矿资源短缺、且价格较高，粉矿资源多、块矿资源少的现状，利用100％单一粉矿，预先造渣，直接进入矿热炉生产高碳铬铁，不需要配加铬块矿或其它粉矿。因此上述问题得到全部解决，给生产带来极大便利，改进了生产电炉炉况，提高了生产率，降低了产品成本，工艺简单，即解决了资源问题，又满足了生产的要求，而且生产指标得到了改善。用途前景广泛。
本发明造球办法的重点是：既保证了球团的强度，又从根本上解决了使用单一粉矿不能调渣的问题。
本发明铬矿粉冷压造球后铬矿粉制成的球团物平均成份Cr2O3为41.5％，较造球前平均成份45％下降约3.5个百分点，但使用在工业生产中，铬系产品电耗没有发生多大变化，反而使电炉操作容易。同时，冷压球团加入电炉后，它的高温强度提高了(见图3)。
附图说明
图1是本发明粉矿生产高碳铬铁的工艺流程图；
图2是本发明成品球团的冷压强度图；
图3是本发明成品球团的高温强度图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
(1)将1980千克的生产用铬矿粉与35千克玻璃水和53千克膨润土、132千克硅微粉进行混合配料，
(2)将混合好的配料经皮带输送至造球机进行冷压造球，造球时间为10～15分钟，
(3)将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，
(4)将制成的球团自然风干后即为成品球团，
(5)2200千克成品球团与77Kg硅石，20Kg白云石、660千克焦炭直接加入矿热炉生产高碳铬铁。
实施例2
(1)2090Kg生产用铬矿粉与18千克玻璃水和26千克膨润土、66Kg铬铁除尘粉尘进行混合配料，
(2)将混合好的配料经皮带输送至造球机进行冷压造球，造球时间为13分钟，
(3)将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，
(4)将制成的球团自然风干后即为成品球团(2200千克)，
(5)2200千克成品球团、与83.6Kg硅石、26.4Kg白云石、520Kg焦炭直接加入矿热炉生产高碳铬铁。
实施例3
(1)将2046Kg生产用铬矿粉与25千克玻璃水和37千克膨润土、92Kg镁砂粉进行混合配料，
(2)将混合好的配料经皮带输送至造球机进行冷压造球，造球时间为14分钟，
(3)将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，
(4)将制成的球团自然风干后即为成品球团(2200千克)，
(5)将2200Kg成品球团与88Kg硅石、33Kg白云石、530Kg还原剂直接加入矿热炉生产高碳铬铁，
实施例4
(1)将2046Kg生产用铬矿粉与25千克玻璃水和37千克膨润土、92Kg石英砂粉进行混合配料，
(2)将混合好的配料经皮带输送至造球机进行冷压造球，造球时间为15分钟，
(3)将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，
(4)将制成的球团自然风干后即为成品球团(2200千克)，
(5)将2200Kg成品球团与66Kg硅石、44Kg白云石、550Kg还原剂直接加入矿热炉生产高碳铬铁。
本发明与传统高碳铬铁生产方法对比如下
1)原料条件
传统高碳铬铁生产方法使用的原料是：
西藏铬块矿：Gr2O3＝46％ 粒度5～50mm，
土耳其铬块矿：Gr2O3＝42％ 粒度5～50mm，
土耳其铬粉矿：Gr2O3＝46％；
本发明还原剂焦炭：C固＝82％ 挥发分＝10％ 灰分＝8％ 水分＝10％ 粒度5～20mm；溶剂硅石：SiO2＝97.5％ 粒度30～100mm；
本发明使用的原料是铬粉矿造球成铬球团：Gr2O3＝43.5％ 粒度25～40mm。
2)电炉参数
变压器：额定容量6300KVA
一次电压35KV
常用电压112V
额定电流32500A
调压方式为无载调压
电极直径：800mm
极心园直径：1900mm
炉膛直径：4600mm
炉膛深度：1900mm
炉壳直径：6300mm
炉壳高度：3700mm
3)生产指标
传统高碳铬铁生产采用铬块矿、铬粉矿搭配。为了容易操作，一般情况下，粉矿和铬矿块配入量之比最大为30％∶/70％，生产成本高，铬元素损失大，详见(表1)。
表1 传统方法铬矿粉、铬块矿配合冶炼高碳铬铁指标
产品规格 铬矿粉配入量(％) 块矿配入量(％)   产量(t/天) 铬元素回收率(％) 单位电耗(kwh/t)
FeCr67C6.0 30 70    44.78 93.85 3460
注：本表数据2007年7月为正常生产一个月的平均数据
采用本发明之技术，全部使用造球后粉矿，技术指标如表2所示。
表2 本发明使用粉矿后生产指标
产品规格 冷压球团配入量 块矿配入量(％)   产量(t/天) 铬元素回收率(％) 单位电耗(kwh/t)
FeCr67C6.0 100 0   45.87 94.57 3395
注：本表数据为2007年8-9正常生产2个月的平均数据
4)生产分析
4.1原料价格：
传统生产方法原料价格：西藏铬块矿：45元/吨度，土耳其铬块矿：48元/吨度，土耳其铬粉矿：44元/吨度。
本发明生产方法原料价格：球团铬矿：45元/吨度
4.2生产一吨产品的铬矿消耗及电能消耗：
(1)、传统方法使用块矿和粉矿生产高碳铬铁单位成本计算：
每生产一吨FeCr67C6.0需要原矿量为：
1000Kg×产品Cr含量÷Cr收得率×(Gr2O3原子量÷Gr2O3中Cr量)÷原矿平均品位＝1000×0.67÷93.85％×152/104÷44.6％＝2339(kg)
原矿成本为：
矿耗量×(各矿配加量×各矿价格元/度吨)×原矿Gr2O3量＝2.339吨×(30％×44元/度吨+35％×45元/度吨+35％×48元/度吨)×44.6％/吨＝4772(元)
电耗量为：
产品单位电耗KWH/吨×电价元/KWH＝3460KWH/吨×0.35元/KWH＝1211(元)
成本合计为(只考虑矿价和电价)：
4772(元)+1211(元)＝5983(元)
(2)、本发明使用铬粉矿生产高碳铬铁单位成本计算：
每生产一吨FeCr67C6.0需要原矿量为：
1000Kg×产品Cr含量÷Cr收得率×(Gr2O3原子量÷Gr2O3中Cr量)÷原矿平均品位＝1000×0.670÷94.57％×152/104÷43.5％＝2380(kg)
原矿成本为：矿耗量×(各矿配加量×各矿价格元/度吨)×原矿Gr2O3量＝2.339×45×44.6＝4694(元)
电耗量为：
产品单位电耗KWH/吨×电价元/KWH
3395KWH/吨×0.35元/KWH＝1188(元)
成本合计为(只考虑矿价和电价)：
4694(元)+1188(元)＝5882(元)
(3)、使用100％铬粉矿生产成本比使用块矿和粉矿生产低：
(4772+1211)-(4694+1188)＝101(元)
5、结论
(1)本发明使用100％的粉矿生产高碳铬铁完全可行。
(2)本发明的重点之一是采用配加造渣剂生产球团。而其它工艺生产的球团，根本解决不了调渣问题，必须搭配块矿才能生产高碳铬铁。
(3)本发明的另一重点是，对整个高碳铬铁生产工艺进行了改进和简化，提高了产量降低了生产成本，效益显著。
本发明实施方式中，成形物为球团状。冷压制出的球团尺寸为25～40mm，制得的球团经固化后，冷强度达到15兆帕以上(见图2)。
本发明铬矿粉冷压造球后铬矿粉制成的球团物平均成份Cr2O3为41.5％，较造球前平均成份45％下降约3.5个百分点，但使用在工业生产中，铬系产品电耗没有发生多大变化，反而使电炉操作容易。同时，冷压球团加入电炉后，它的高温强度提高了(见图3)。

Claims (1)

1、一种铬矿粉生产高碳铬铁的方法，其特征在于它包括下列步骤：
(1)将单一铬粉矿与粘结剂和造渣剂进行混合配料，铬粉矿的重量百分含量为90～96％，粘结剂和造渣剂的重量百分含量为4～10％，粘结剂与造渣剂的比列为4∶6，粘结剂为玻璃水和膨润土混合，玻璃水和膨润土的比列为4∶6，造渣剂为硅微粉、铬铁除尘粉尘、镁砂粉或者石英砂粉中的一种，
(2)将混合好的配料经皮带输送至造球机进行冷压造球，造球时间为10～15分钟，
(3)将造成的球团进行筛分分离，合格球团为成品进行入库，待生产使用，同时筛出的粉状物再回收返回混料，
(4)将制成的球团自然风干后即为成品球团，
(5)成品球团与溶剂、还原剂直接加入矿热炉生产得高碳铬铁，溶剂为硅石和白云石，还原剂为焦炭，每1000Kg成品球团配加硅石30～40Kg，配加白云石10～20Kg，配加焦炭250～300Kg。
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