[发明专利]一种氢气炼铁的方法及装置

权利要求书

1.一种氢气炼铁的方法，其特征在于，含铁矿石原料在氢气或富氢气体气氛下，采用微波照射实现含铁矿石的富氢或纯氢冶炼，得到直接还原铁；

包括如下步骤：

步骤1、将含铁矿石原料进行预处理；所述含铁矿石选用粒度为200目以下占75％--80％，200目以下的含铁矿石，研磨至1-8mm；

步骤2、将步骤1所得原料加入坩埚中，进行微波照射，通入氢气或者富氢气体进行铁氧化物的还原；其中微波照射功率为1～3kw；

步骤3、停止微波照射，停止通入氢气，通入惰性气体进行保护，反应完成后，恢复至室温，得到直接还原铁；在还原过程中矿物粉末受到喷嘴处通入氢气气体的吹扬而悬浮；反应为气-固的非均相反应；

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1a、将原料进行破碎和筛分；

步骤1b、向破碎和筛分后的原料中加入碳质还原剂和黏结剂制备成含碳球团；

或者，将破碎和筛分后的原料研磨成细粉；

步骤1c、加入添加剂和钠化剂，进行烘干；

所述步骤1c中，所述添加剂包括：石墨、碳化硅、锰碳合金、氧化锌中的一种或多种，所述钠化剂包括：氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、硼酸钠中一种或多种；

所述步骤2中，保持温度在1100-1150℃，通入氢气压力设定为0.1MPa，流量设定为8-20L/min；所述坩埚为耐火砖坩埚。

2.根据权利要求1所述一种氢气炼铁的方法，其特征在于，步骤1所述含铁矿石原料包括：低品位铁矿、钛钒磁铁矿、铁精矿、钛铁矿、钛精矿、转炉钢渣、铁磷中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种氢气炼铁的方法，其特征在于，所述步骤1c中，烘干温度为100-120℃，烘干时间2-4小时。

4.根据权利要求1所述一种氢气炼铁的方法，其特征在于，所述步骤1b中，碳质还原剂为煤粉、焦炭、石墨粉、生物质中一种或多种，所述含碳球团C/O＝0.8-1.2，球团直径为1-3cm。

5.根据权利要求1所述一种氢气炼铁的方法，其特征在于，步骤2中，频率为2.45GHZ，磁场强度119.37KA/cm。

6.一种氢气炼铁的装置，其特征在于，用于实现利要求1-5所述的氢气炼铁的方法，所述装置包括：炉体、坩埚、微波源和三销钉配备器；

所述坩埚置于炉体内，所述微波源与多个微波管相连，多个微波管均匀分布在炉体外周；

所述微波源通过三销钉配备器与炉体连接。