CN108588447A - 一种金属锰锭的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本申请示出了一种金属锰锭的生产方法，利用热液态精炼渣加硅质还原剂利用摇包摇炼，生产出纯净中间锰合金(热液态二次次中间合金)，锰元素在合金中质量份数可达85％以上，纯净中间锰合金(热液态二次中间合金)再热兑精炼出合金锰质量份数达到92％金属锰锭。与传统方法相比，本申请的原料及中间产品都为热液态，能耗低，生产成本低，本申请热液态中间锰合金可直接入炉精炼，方法流程简单、操作容易，合格率可高达90％以上。

Description

一种金属锰锭的生产方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种金属锰锭的生产方法。
背景技术
锰锭主要用于生产不锈钢、高锰钢、耐热钢、工具钢、有色金属合金(Cu、Al合金等)以及，作为生产软磁材料(高纯MnCo3、Mn3Co4)的原材料及电焊条药皮、金钢石触煤等。一般锰锭用电解金属锰片代替，但是，在使用电解金属锰片时，由于锰片比表面大，作为合金添加剂用途时氧化烧损严重。传统火法冶炼金属锰锭流程长、方法复杂、产量低、污染严重。
现有技术采用在中频炉添加微量铁熔化金属锰片制备金属锰锭，金属锰片在高温下易氧化，锰回收率低，污染严重，产量低，成本高于电解金属锰片。
发明内容
本申请实施例提供一种金属锰锭的生产方法，采用液态热锰渣和硅质还原剂，利用硅热反应还原锰渣中的锰，锰回收率高，方法简单，杂质含量低，能冶炼出合格的金属锰锭。
本申请实施例提供一种金属锰锭的生产方法，包括以下步骤：
S1、将合金，锰矿及白灰放入第一精炼炉中精炼，得到第一热液态锰渣；
S2、将所述第一热液态锰渣放入第一摇包，并加入硅质还原剂，摇炼5-9min，得到热液态一次中间合金；
S3、将合金，锰矿及白灰放入第二精炼炉中精炼，得到金属锰锭和第二热液态锰渣；
S4、将所述热液态一次中间合金和所述第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-10min，得到热液态二次中间合金；
S5、将所述热液态二次中间合金循环进入第二精炼炉中，加入热液态富锰渣和白灰继续精炼，再次得到所述金属锰锭和所述第二热液态锰渣，重复执行S4-S5。
可选地，所述第一精炼的功率和容积为2-3倍所述第二精炼炉的功率和容积，所述第一摇包的容积为1-2倍所述第二摇包的容积。
可选地，所述合金为硅锰合金。
可选地，所述硅质还原剂中Si含量大于92％，Fe含量低于2％，C含量低于0.2％，P含量低于0.02％，以及，Ni、Ti、Ca、Pb和Al的总含量低于0.1％。
可选地，所述S1中，所述锰矿，所述合金及所述白灰的质量比为(12-13)：(12-13)：(6-7)。
可选地，所述S3中，所述合金，所述锰矿及所述白灰的质量比为(4-5)：(8-10)：(4-5)。
可选地，所述第一热液态锰渣包括以下质量百分比组分：13-30％MnO，26-32％SiO2，29-38％CaO，1-3％MgO，0-1％Fe，2-6％Al2O3，余量为杂质。
可选地，所述热液态一次中间合金中，Mn含量高于65％，Si含量高于30％，以及，Fe含量低于3％。
可选地，所述S5中，所述热液态富锰渣中，MnO含量高于50％，SiO2含量低于20％，CaO含量4-10％，MgO含量2-5％，Fe含量低于1.5％，Al2O3含量2-4％,P2O5含量小于0.02％。
可选地，所述热液态二次中间合金中Mn含量高于85％，Si含量低于10％，以及，Fe含量低于3％。
由以上技术方案可见，本申请实施例示出了一种金属锰锭的生产方法，包括以下步骤：S1、将合金，锰矿及白灰放入第一精炼炉中精炼，得到第一热液态锰渣；S2、将所述第一热液态锰渣放入第一摇包，并加入硅质还原剂，摇炼5-9min，得到热液态一次中间合金；S3、将合金，锰矿及白灰放入第二精炼炉中精炼，得到金属锰锭和第二热液态锰渣；S4、将所述热液态一次中间合金和所述第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-10min，得到热液态二次中间合金；S5、将所述热液态二次中间合金循环进入第二精炼炉中，加入热液态富锰渣和白灰继续精炼，再次得到所述金属锰锭和所述第二热液态锰渣，重复执行S4-S5。本申请利用热液态精炼渣加硅质还原剂利用摇包摇炼，生产出纯净中间锰合金(热液态二次中间合金)，锰元素在合金中质量份数可达85％以上，纯净中间锰合金(热液态二次次中间合金)再热兑精炼出合金锰质量份数达到92％金属锰锭。与传统方法相比，本申请的原料及中间产品都为热液态，能耗低，生产成本低，本申请热液态中间锰合金可直接入炉精炼，方法流程简单、操作容易，合格率可高达90％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一优选实施例示出的一种金属锰锭的生产方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参阅图1，本申请实施例提供一种金属锰锭的生产方法，包括以下步骤：
S1、将合金，锰矿及白灰放入第一精炼炉中精炼，得到第一热液态锰渣；
S2、将所述第一热液态锰渣放入第一摇包，并加入硅质还原剂，摇炼5-9min，得到热液态一次中间合金；
S3、将合金，锰矿及白灰放入第二精炼炉中精炼，得到金属锰锭和第二热液态锰渣；
S4、将所述热液态一次中间合金和所述第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-10min，得到热液态二次中间合金；
S5、将所述热液态二次中间合金循环进入第二精炼炉中，加入热液态富锰渣和白灰继续精炼，再次得到所述金属锰锭和所述第二热液态锰渣，重复执行S4-S5。
本方法利用热液态精炼渣加硅质还原剂利用摇包摇炼，生产出纯净中间锰合金(热液态二次中间合金)，锰元素在合金中质量份数可达85％以上，纯净中间锰合金(热液态二次次中间合金)再热兑精炼出合金锰质量份数达到92％金属锰锭。与传统方法相比，本申请的原料及中间产品都为热液态，能耗低，生产成本低，本申请热液态中间锰合金可直接入炉精炼，方法流程简单、操作容易，合格率可高达90％以上。
在实际生产金属锰锭中，具体步骤如下：
6300KVA精炼炉加入合金，锰矿和白灰，精炼到出合格的中低微碳锰铁为止，出铁分渣，得到分离后的中低微碳锰铁和第一热液态锰渣，第一摇包为15M3摇包，可直接盛渣。
其中，当合金为硅锰合金时，6300KVA精炼炉具体可加入12-13吨硅锰合金，12-13吨锰矿和6-7吨白灰。
此时第一热液态锰渣质量百分比如表1所示。
表1
MnO％ SiO2％ CaO％ MgO％ Fe％ Al2O3％
第一热液态锰渣成分 13-30 26-32 29-38 1-3 <1 2-6
将摇包置于摇架，加入一定量(根据锰含量)防氧化处理过的硅质还原剂。
其中，硅质还原剂成分质量百分比如表2所示。
表2
Si％ Fe％ C％ P％ Ni+Ti+Ca+Pb+Al％
还原剂成分 >92 <2％ <0.2 <0.02 <0.1
摇炼5-9min,立即撇摇后渣，摇后渣此时质量百分比范围如表3。
表3
MnO％ SiO2％ CaO％ MgO％ Fe％ Al2O3％
摇后渣成分 3-8 30-42 26-35 1-2 <0.1 2-4
得到质量大于3.1吨，除铁外杂质质量份数小于0.5％热液态一次中间合金，倒入保温钢包待用，摇后渣废弃。
热液态一次中间合金质量百分比范围如表4。
表4
Mn％ Si％ Fe％
热液态一次中间合金成分 >65 >30 <3
协同3000KVA精炼炉加入4-5吨合金，8-10吨锰矿，4-5吨白灰冶炼金属锰锭，得到金属锰锭和第二热液态锰渣。将本次第二热液态锰渣撇第二摇包，容积为9M3并放置摇架上，摇动并倒入保温钢包的热液态一次中间合金再次摇炼6-10min，撇渣得到质量大于4.2吨热液态二次中间合金。
热液态二次中间合金质量百分比范围如表5。
表5
Mn％ Si％ Fe％
热液态二次中间合金成分 >85 <10 <3
再将二次摇炼的热液态二次中间合金倒入3000KVA精炼炉精炼，加6-8吨热液态富锰渣，3-4吨白灰再次得到质量大于4.5吨金属锰锭和第二热液态锰渣。
热液态富锰渣质量百分比范围如表6。
表6
MnO％ SiO2％ CaO％ MgO％ Fe％ Al2O3％ P2O5
热液态富锰渣成分 >50 <20 4-10 2-5 <1.5 2-4 <0.02％
金属锰锭质量百分比如表7所示。
表7
3000KVA精炼后的第二热液态锰渣再次与6300KVA矿热炉精炼得到的第一热液态锰渣摇炼得到热液态一次中间合金，再一次摇炼，如此反复循环，摇后渣废弃。
由以上技术方案可见，本申请实施例示出了一种金属锰锭的生产方法，包括以下步骤：S1、将合金，锰矿及白灰放入第一精炼炉中精炼，得到第一热液态锰渣；S2、将所述第一热液态锰渣放入第一摇包，并加入硅质还原剂，摇炼5-9min，得到热液态一次中间合金；S3、将合金，锰矿及白灰放入第二精炼炉中精炼，得到金属锰锭和第二热液态锰渣；S4、将所述热液态一次中间合金和所述第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-10min，得到热液态二次中间合金；S5、将所述热液态二次中间合金循环进入第二精炼炉中，加入热液态富锰渣和白灰继续精炼，再次得到所述金属锰锭和所述第二热液态锰渣，重复执行S4-S5。本申请利用热液态精炼渣加硅质还原剂利用摇包摇炼，生产出纯净中间锰合金(热液态二次次中间合金)，锰元素在合金中质量份数可达85％以上，纯净中间锰合金(热液态二次中间合金)再热兑精炼出合金锰质量份数达到92％金属锰锭。与传统方法相比，本申请的原料及中间产品都为热液态，能耗低，生产成本低，本申请热液态中间锰合金可直接入炉精炼，方法流程简单、操作容易，合格率可高达90％以上。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由上面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种金属锰锭的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将合金，锰矿及白灰放入第一精炼炉中精炼，得到第一热液态锰渣；
S2、将所述第一热液态锰渣放入第一摇包，并加入硅质还原剂，摇炼5-9min，得到热液态一次中间合金；
S3、将合金，锰矿及白灰放入第二精炼炉中精炼，得到金属锰锭和第二热液态锰渣；
S4、将所述热液态一次中间合金和所述第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-10min，得到热液态二次中间合金；
S5、将所述热液态二次中间合金循环进入第二精炼炉中，加入热液态富锰渣和白灰继续精炼，再次得到所述金属锰锭和所述第二热液态锰渣，重复执行S4-S5。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一精炼的功率和容积为2-3倍所述第二精炼炉的功率和容积，所述第一摇包的容积为1-2倍所述第二摇包的容积。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金为硅锰合金。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅质还原剂中Si含量大于92％，Fe含量低于2％，C含量低于0.2％，P含量低于0.02％，以及，Ni、Ti、Ca、Pb和Al的总含量低于0.1％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，所述锰矿，所述合金及所述白灰的质量比为(12-13)：(12-13)：(6-7)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中，所述合金，所述锰矿及所述白灰的质量比为(4-5)：(8-10)：(4-5)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热液态锰渣包括以下质量百分比组分：13-30％MnO，26-32％SiO2，29-38％CaO，1-3％MgO，0-1％Fe，2-6％Al2O3，余量为杂质。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热液态一次中间合金中，Mn含量高于65％，Si含量高于30％，以及，Fe含量低于3％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5中，所述热液态富锰渣中，MnO含量高于50％，SiO2含量低于20％，CaO含量4-10％，MgO含量2-5％，Fe含量低于1.5％，Al2O3含量2-4％，P2O5含量小于0.02％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热液态二次中间合金中Mn含量高于85％，Si含量低于10％，以及，Fe含量低于3％。
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