[发明专利]金属和/或金属氧化物的连续还原

说明书

本发明涉及一种用于连续还原金属和/或金属氧化物的方法，尤其是涉及一种利用轧制氧化皮作反应物的方法。

轧制氧化皮是在轧制金属时形成的精细的鳞状物质，它通常包括金属本身及该金属的一种或多种氧化物。

通过普通的直接还原转窑连续还原金属是一种公知技术。

这种转窑通常包括一个细长的筒形窑身，该窑身安装在辊子上并且其内侧砌有耐火材料。通常在窑身的两端附近设有一进料口和一出料口并且出料口还设有一挡土墙，在转窑运转过程中该挡土墙可阻挡部分还原的物料。窑身借助与设置在窑身外壁上的齿轮相啮合的一主动齿轮绕其纵轴回转。窑身的纵轴相对于水平面倾斜一个角度，致使窑身的进料端高于其出料端。

通常，将欲还原的金属用运输机或类似装置从窑身的高端输入窑内并用一供料系统从窑身的低端输入窑内，该供料系统可将金属投入窑内部分还原的物料之上的自由空间中。

煤通常从转窑的高端和低端输入并在转窑内燃烧以产生热量及还原金属。煤通常靠气动输入转窑的低端，煤粒按照质量均匀分布在窑的长度方向上，较重的煤粒比较轻的煤粒分布得更靠近窑的高端。

空气通常和其它还原剂一道被输入转窑中。

在还原过程中，金属在重力及转窑的回转运动的影响下从转窑的高端移至低端并且逐渐地由热及反应剂还原成部分还原的物料。部分还原的金属产品从转窑的低端排出。在还原过程中，反应物的输入及产品的排出是连续进行的。

在某些已知的设置中，和受处理的金属同种的低价金属氧化物可替代上述金属或与上述金属一同输入转窑并以上述同种方式进行还原。

上述已知流程存在的一个缺陷在于：当物料在转窑回转中移向转窑的出料口时，部分还原物料的尾端可达到极高的温度。如此高的热度可造成转窑耐火窑衬的损坏。

另一个缺陷在于：输入的煤通常包括大约30%的挥发性物质，它们聚集在位于部分还原物料之上的自由空间里。这类挥发性物质可含有大约50%的氢气，由此上述流程中的还原潜力没有得到充分发挥。

还存在的另一个缺陷在于：已知流程用较高价金属氧化物作反应剂，而这类较高价氧化物通常含有多种杂质，从而产生含杂质的产品及无用的付产品。

本发明的目的在于提供一种用轧制氧化皮作反应物之一，在可回转的直接还原转窑中还原金属和/或金属氧化物的方法，该方法可克服上述缺陷或至少将上述缺陷降至最低。

本发明提供了一种用于还原金属和/或金属氧化物的方法，其中将所述金属的轧制氧化皮用作被还原物料的至少一部分。

另外根据本发明，这种方法是在一普通的直接还原转窑（该转窑设有一内部的自由空间并设有一高端及一低端）中实施的，该方法还包括将轧制氧化皮从转窑的低端引入转窑内部的自由空间，使氧化皮按其颗粒质量均匀分布在转窑的长度上，较重的颗粒比较轻的颗粒分布得更靠近转窑的高端。

另外根据本发明，所述方法包括以下几个步骤：

（a）输入

（ⅰ）将金属和/或至少一种该金属的氧化物从转窑的高端输入转窑中;

（ⅱ）将空气输入转窑中;

（ⅲ）将煤输入转窑并使其燃烧;

金属和/或金属氧化物及轧制氧化皮在贯穿转窑的移动过程中被混合并被还原;

（b）将反应成品朝向转窑的低端输出转窑。

最好在还原过程中反应物可连续地输入而反应产品可连续地排出。

可以通过气力和/或液力和/或机械地从转窑的低端将轧制氧化皮投入转窑，从而将其送至转窑中的自由空间。

抛射力的选择可采用某种方式，该方式可使较重的轧制氧化皮颗粒抛向转窑的高端，由此在还原过程中使它们比较轻的颗粒存留时间长，使用该方式可使所有颗粒基本上还原并在整个还原/或不充分还原过程中最大限度地减少无用付产品的形成。

可用气力和/或液力和/或机械地将煤从转窑低端投入转窑从而将其送至转窑内的自由空间。

抛射力的选择可采用某种方式，该方式可使较重的煤粒抛向转窑的高端从而使它们在窑内的存留时间比较轻颗粒的存留时间长，该方法可使所有颗粒基本上完全燃烧并在煤不充分燃烧过程中最大限度地减少无用付产品的形成，同时也最大限度地提高转窑的燃料效率。

煤也可从转窑的高端投入以替代或补充前述从转窑低端投入的煤。

另外根据本发明所提供的用于还原金属和/或金属氧化物的回转式直接还原窑包括一普通地直接还原转窑，该转窑包括一用于将轧制氧化皮输入窑内自由空间的进料系统，该进料系统可根据窑内的料体质量均匀散布轧制氧化皮，较重的氧化皮比较轻氧化皮分布得更靠近转窑的高端。