低品位锰矿冶炼硅锰合金的实验研究

低品位锰矿冶炼硅锰合金的实验研究2007-05-2509:11阅读数:87【字号：小中大】我国锰矿多为含SiO2高的贫锰矿，含锰量高于40％的富矿很少。开发利用贫锰矿资源将具有较大的现实意义。本文是上个世纪90年代选用具有代表性的张家口地区的低品位锰矿为原料，在实验室进行了冶炼硅锰合金的实验研究，并取得了良好的冶炼效果，为在工业生产上利用贫锰矿冶炼硅锰合金提供了理论依据。试验原料为张家口地区的低品位锰矿，含Mn041.54％(Mn％为32.18)。将锰矿、还原剂和熔剂经过破碎，使其粒度符合实验方案的要求。试验在碳管炉上进行，其设备主要由碳管电阻炉、电炉变压器和电炉控制箱组成。另外还有直流数字电压表，用来显示温度读数。该炉子功率大，可控温度最高达2500℃用钨铼3-钨铼25热电偶检测温度，自动控温箱进行调控。冶炼合金采用石墨坩埚，内型尺寸为φ40×850mm，外型尺寸φ50×900mm。试验时先将炉子通电升温到指定温度时，打开炉盖，放入试样，再关闭炉盖。当反应进行到预定时间，然后取出试样，在室温空气中冷却，结束反应。试验过程中通入氩气保护。冷却后的试样制样后进行化学分析。冶炼硅锰合金的主要影响因素是温度、还原时间、炉渣碱度和原料粒度等。随着因素变化，相应获得的硅锰合金的技术经济指标也会发生变化。因此，有必要在实验室摸索出这些因素较为合理的范围。本试验采用正交试验的办法进行。在确定试验方案的基础上，进一步进行配料计算。试验中每炉使用矿石100g，焦炭量的计算主要是考虑合金中熔解的碳和还原MnO，FeO，P2O5和Si02所需的碳量。熔剂的配入量主要考虑炉渣的碱度而进行计算。根据合金化学成分，以及原始配料量和所得合金重量，计算出硅、锰合金元素的回收率。针对正交设计实验多指标的特点，采用综合比较和计算工程平均值的方法，选择最佳配方参数。并得出可望达到的指标。计算分析得出了以下的最佳工艺参数：温度：1600℃；还原时间：10min;碱度：0.6；矿石粒度：1-3mm。在此基础上可使硅回收率80％，锰回收率60％。