硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104561602A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510043724.9(22)申请日2015.01.28(71)申请人牛强地址225127江苏省扬州市邗江区开发西路217号中国科学院扬州产业化中心(72)发明人牛强(51)Int.Cl.C22B26/22(2006.01)C22C33/04(2006.01)权利要求书2页说明书17页附图7页(54)发明名称硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法(57)摘要硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，属于有色金属镁提取技术领域，也属于黑色冶金中含铬不锈钢、铬铁合金冶炼的技术领域，以远高于理论化学需要量的硅铁浴作为硅热还原剂兼化学反应的载体，通过激烈搅拌，增大反应界面积，增强对流传热、传质能力，实现还原过程的强化。还原完毕后，清除炼镁还原熔渣，过量硅铁液与新一批镁矿混合再行炼镁，直至硅铁液的浓度低于贫硅浓度，贫硅铁液与铬矿混合，进行铬还原，获得含铬不锈钢母液。采用过量硅铁浴在高浓度、低浓度时分别用于炼镁、炼铬铁，硅铁原材料得到充分利用，反应效率高，更为节能，铬铁液中碳、磷、硫很低，镁和不锈钢液联产的成本比单独二者之和有明显降低。CN104561602ACN104561602A权利要求书1/2页1.硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，包含如下工艺：A.提供至少含有硅、铁两种元素且初始含硅质量百分比为25-70％的熔融合金液，所述熔融合金液置于炼镁还原炉，所述炼镁还原炉内真空度保持在350—50000Pa，温度保持在1200—1800℃；B.混合所述熔融合金液和一批含有氧化镁的物质，保持所述熔融合金液质量始终大于未反应及反应后多元氧化物所组成渣相的质量，并且保持熔融合金液含硅质量始终为硅还原渣相中镁化学理论需硅质量的1.5-200倍，硅还原氧化镁，生成镁蒸气逸出所述熔融合金液并被冷凝收集，并将反应后形成的渣相分离出所述炼镁还原炉；C.当所述一批氧化镁反应后的熔融合金液中的硅浓度大于一个贫硅浓度时，重复工艺B；当熔融合金液中的硅浓度等于或小于所述贫硅浓度时，形成贫硅熔融合金液，将所述的贫硅熔融合金液置于炼铬还原炉，所述贫硅浓度是指熔融合金液中的含硅质量百分比介于15％—50％之间且小于所述熔融合金液初始含硅质量百分比的一个浓度；D.混合所述置于炼铬还原炉的贫硅熔融合金液和一批含有氧化铬的物质，硅还原氧化铬，生成金属铬溶解于所述贫硅熔融合金液中，获得含铬铁合金液。2.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺A中的熔融合金液在炼镁还原炉内受到氩气搅拌、电磁力搅拌或机械搅拌中的一种或几种搅拌。3.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺A中的熔融合金液中还含有质量百分比为1—30％的铝元素。4.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺A中的熔融合金液中还含有质量百分比为0.5—20％的镍元素。5.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺B中含有氧化镁的物质为煅烧后的白云石、煅烧后的菱镁矿、氧化镁质废旧耐火材料、含氧化镁的冶金废渣或者含有氧化镁的已熔化的熔渣中的一种或几种。6.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺B中的一批氧化镁至少50％发生反应后，才将反应形成的渣相从所述炼镁还原炉分离出去。7.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺B还包括向所述熔融合金液中加入硅铁，保持所述熔融合金液质量始终大于未反应及反应后多元氧化物所组成渣相的质量，并且保持熔融合金液含硅质量始终为硅还原渣相中镁化学理论需硅质量的1.5-200倍。8.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺B中将反应形成的渣相从所述炼镁还原炉分离出去的方式包括将所述熔融合金液和渣相一起排出所述炼镁还原炉后再将熔融合金液回灌至所述炼镁还原炉，或者直接将渣相从所述炼镁还原炉分离出去。9.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特征在于，所述工艺B中的熔融合金液中加入含有氧化铝和/或含有氟化钙的物质作为造渣剂。10.如权利要求1所述的硅铁浴梯级还原硅热法炼镁联产含铬铁合金液的方法，其特2CN104561602A权利要求书2/2页征在于，所述工艺D中的含铬铁合金液为冶炼含铬不锈钢的母液，所述含铬铁合金液的含铬质量百分比为10—50％。11.如权利要求1所述