[发明专利]一种基于兰炭和镁多联产规模化耦合生产的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭提质清洁转化利用和联产有色金属技术领域，涉及煤炭热解生产兰炭及火(皮江)法炼镁多联产规模化耦合生产技术，尤其涉及一种基于兰炭和镁多联产规模化耦合生产的方法。

背景技术

传统火法炼镁过程是将白云石原料通过高温煅烧的方法生产出氧化镁(煅白)，再将氧化镁(煅白)通过向其中加入硅铁，经制粒后装入还原罐，在还原罐外部加热至1200℃并保温一段时间使煅白中的氧化镁被还原为粗镁，原有用火法炼镁在煅烧及热还原过程中主要采用的燃料是煤炭，也有部分小规模(5万吨／年)生产兰炭的企业用兰炭尾气作为热源生产镁。由于其兰炭生产规模较小，一般兰炭产量在5万吨／年以下，与兰炭配套的金属镁规模普遍较小，主要原因是兰炭生产规模小，产生的兰炭尾气量小，且成分不易稳定，因此造成金属镁生产的规模不能提高。随着国家对镁冶炼产业政策的调整，要求镁的生产规模必须达到2-5万吨／年，镁产业规模的扩大，需要大量的煤或者天然气作为热源来对镁生产的需热环节进行加热，而煤及天然气资源的价格较高，造成炼镁过程的成本较高，需要一种低成本的热源来对镁冶炼需热环节进行加热，在炼镁产能要求的前提下，要用兰炭尾气作为热源生产镁，则必须要使兰炭的生产规模提高才能满足要求。

火法炼镁需要的还原剂为硅铁(75硅铁)，对硅铁的质量要求为高硅、低铝，硅高可以提高硅铁对镁的还原率，硅铁的生产是以二氧化硅、铁粉为原料，炭作为还原剂在电炉内经高温还原而生产出硅铁，传统的硅铁生产用的还原剂为二级冶金焦，由于我国焦煤储量较少，因此二级冶金焦的价格较高，同时冶金焦炭中的灰分高，铝高，导致冶炼的硅铁产品中铝较高，影响了硅铁产品质量，在兰炭生产过程中产出的主要产品兰炭具有比电阻率较冶金焦大，灰分较冶金焦小和铝低的特点，因此兰炭作为硅铁生产的还原剂是非常适合的，利用兰炭作为冶炼硅铁的还原剂，不但能降低焦耗，还能降低硅铁生产过程的电耗，同时兰炭的价格较二级冶金焦低1倍以上，因此将兰炭大规模的应用于硅铁的规模化生产，其成本会大降，随着国家对硅铁行业产业政策的调整，要求硅铁炉功率必须在25000KVA以上，硅铁炉的功率提高，使硅铁的产量也在增加，从而也为兰炭做还原剂拓展了用量。

兰炭生产过程是将煤通过在600℃左右进行干馏，生产出兰炭，兰炭炉尾气及煤焦油等产品，目前生产每吨兰炭约产出600Nm³左右的兰炭炉尾气，兰炭炉尾气的热值在1800千卡-2000千卡／m³之间，目前，通过技术改造，将兰炭炉的生产规模由最初的生产规模为5万吨／年扩大到了30-60万吨／年，原来小规模(5万吨／年)的兰炭炉生产的兰炭炉尾气仅能供年产量1千吨镁的煤冶炼厂使用，在兰炭生产中如果不能创造出大规模的兰炭生产技术(年产兰炭在30万吨／年-60万吨／年及以上，如90-120万吨／年)，即不能产生足够量的兰炭尾气来满足炼镁的需要，导致后续镁冶炼的产能不能扩大，同时因为小规模兰炭炉产量小而不满足国家兰炭产业政策，使小规模兰炭及小规模镁冶炼均面临淘汰的危险。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于兰炭和镁多联产规模化耦合生产的方法，旨在解决现有的火法炼镁存在的成本高，使用硅铁作为还原剂，对硅铁的质量要求较高，对焦炭的消耗大、煤耗高、成本高、排放大，制约了镁冶炼行业发展的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于兰炭和镁多联产规模化耦合生产的方法，该基于兰炭和镁多联产规模化耦合生产的方法包括以下步骤：

步骤一，用低变质煤规模化生产兰炭；

步骤二，兰炭替代焦炭生产硅铁，硅铁用于皮江法、硅热法或火法还原氧化镁生产金属镁的还原剂；

步骤三，将兰炭炉尾气直接引入白云石煅烧窑并配以适当体积空气进行燃烧；燃烧放热量能够使白云石煅烧窑的温度达到白云石的分解温度，煅烧出氧化镁；

步骤四，氧化镁与硅铁混合压球装入镁还原炉，将兰炭炉尾气引入硅热法还原镁生产的供热炉系统，配以体积空气使兰炭炉尾气燃烧，加热还原罐在高温下还原生产金属镁；

步骤五，煅烧白云石和燃烧供热还原生产金属镁的兰炭尾气燃烧后可循环利用余热和可燃有价成分。