【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及软锰矿，具体涉及一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法。
技术介绍
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技术介绍
1、一水硫酸锰被广泛应用于能源动力材料、饲料添加剂、农业化肥、医药、化工生产等领域，特别是在新能源行业高速发展的当今，电池级一水硫酸锰市场需求旺盛。目前国内外生产电池级硫酸锰的原料主要有软锰矿、菱锰矿、硬锰矿、水锰矿、硫锰矿等，从世界范围内来看，品位高杂质少的菱锰矿和硫锰矿储量越来越少，软锰矿在品位和储量上占据主导地位；目前，市场上超过一半的一水硫酸锰产品是以软锰矿作为原料生产制备的。
2、但由于软锰矿的化学组分以二氧化锰为主，二氧化锰很难被硫酸直接浸出制成硫酸锰，所以软锰矿须采用还原物料进行还原后方可制取硫酸锰。软锰矿的还原方法可分为湿法还原和火法还原。湿法还原主要是将软锰矿用水进行化浆，然后投入还原剂和酸在一定温度下搅拌反应，然后压滤得到粗硫酸锰溶液，对粗硫酸锰溶液进行除杂净化和结晶等工序得到硫酸锰产品，但湿法还原存在还原剂价格高、还原剂耗量大等缺点，还原剂还往往带入镁、钠、钾、氟、氯等杂质，这些杂质的去除对制备电池级硫酸锰产品而言是关键性的，而为了除去这些杂质不得不花费大量工作和成本，最终导致整体的生产成本居高不下，市场竞争力弱。火法还原是将软锰矿与还原剂在窑炉内进行高温煅烧，将二氧化锰还原为一氧化锰，然后再用硫酸将一氧化锰溶解浸出制备硫酸锰。火法还原的还原剂主要有煤碳、生物质、金属硫化矿物、木炭、硫磺等；由于生物质、金属硫化矿物、木炭和硫磺等还原剂或是来源少价格高，或是污染控制要求高，或是引入杂质不
3、现有火法碳基还原软锰矿的常见方法主要有：
4、中国专利公告号cn113957237b“可实现节能减排的多级预热锰矿还原焙烧方法及多级预热锰矿还原焙烧系统”提出了一种可实现节能减排的多级预热锰矿还原焙烧方法，以ch4、co、h2中的一种或多种气体为原料，利用该气体燃料与锰矿反应进行还原焙烧，反应产物气相中几乎只含co2和/或h2o，因相同几乎不存在氧气，所以有利于mno2转化为mno，且mno不会在高温反应系统再被氧化，焙烧系统采用多级悬浮预热使矿粉与燃烧后或还原焙烧反应尾气进行接触式预热，可将尾气冷却至250℃以下，实现一定程度余热利用，但以ch4、co、h2等气体为原料存在价格高的不足，且作为易燃易爆气体，其运输、储存和使用均要严格按照相关规范标准要求执行，对生产不利。
5、中国专利公告号cn 103205584 b“一氧化锰矿粉的生产装置及其生产方法”公开了一种煤碳还原锰矿粉生产一氧化锰的方法；第一步先将氧化锰矿粉和煤碳在回转窑混匀烘干；第二步将混匀烘干后的氧化锰矿粉和煤碳送入竖直放置的还原炉内；第三步将煤气经设置在还原炉下方的热媒气烧嘴喷射燃烧，燃烧产生的高温烟气在还原炉的炉腔内将氧化锰矿粉和煤碳加热并发生氧化还原反应，燃烧温度控制在700-900℃范围内；第四步将还原后的高温一氧化锰通过还原炉下部的冷却水箱冷却后得到一氧化锰粉；该方法的高温尾气仅用于原料氧化锰矿粉和煤碳粉在回转窑内进行热交换干燥，尾气中的co2、co并未返回系统再用，导致碳利用率不高，煤碳耗量较高，而还原后高温的一氧化锰粉用冷却水箱进行冷却，没有将高温一氧化锰矿粉中的热能回收再用于反应系统。
6、中国专利公告号cn 113444873 b“一种软锰矿的还原方法”公开了一种采用内热式回转窑还原软锰矿的方法，以一氧化碳为主的还原气体于回转窑内在较低温下完成软锰矿的还原，为了促进软锰矿的还原反应，需先向软锰矿粉喷淋甲酸和草酸的混合液进行矿粉活化和杂质的初步洗涤预处理，然后再向预处理后的锰矿粉加入还原煤和少量还原助剂(由甲酸钙、草酸钙、硬脂酸钙组成)进行研磨混合后于回转窑内与从一氧化碳发生炉出来的高温还原性气体co发生氧化还原反应，反应后富余的co2采用有硬脂酸锰乳液进行吸收，反应系统内的热量均充分采取了热交换回收再用。该方案充分回收余热，并对生产的二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物进行吸收，做到了清洁生产和低碳排放，但技术方案需要使用数种辅料药剂(甲酸、草酸、甲酸钙、草酸钙、硬脂酸钙等)，在原辅料市场价格上扬波动的情况下，存在一定生产成本压力，且工序较多，除了回转窑外还需配置沸腾燃烧炉和一氧化碳发生炉等大型设备，对生产作业人员素质要求高。
7、现有这些方法中，为了实现软锰矿中mno2还原率达到98％以上，一是不得不采用加大还原剂的配入比例和对还原后的高温一氧化锰粉进行惰性气体保护降温的措施，如此便造成碳耗量远比理论需要量大得多，也就造成碳的高排放现象，碳元素资源没有被充分利用；二是采用纯的还原性气体和沸腾炉等新型窑炉装置，但纯的还原性气体来源不易且价格高昂，而沸腾炉悬浮炉等新型窑炉装置技术还不够成熟、一次性投入大，运行维修费用高；另外现有技术方案中碳、氧、锰氧化物之间的反应产生的热能有待进一步合理调配利用，在反应系统中对碳元素干预调控实现mno2的高效还原技术方面也有很大进步空间。
技术实现思路
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技术实现思路
1、为了克服目前火法碳还原软锰矿工艺煤碳耗用量大、热能存在浪费现象、二氧化锰还原率有待提高、工序繁多复杂、辅料种类多且市场价格不稳定、产生污染物硫氧化物尾气等不足，本专利技术提出了一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，将高温还原性气体通入回转窑内与软锰矿直接接触进行传热、传质反应，并加入促进剂进行干预二氧化锰高效还原为一氧化锰，充分采用自消化方式将系统内的热能进行协调应用，显著提高了软锰矿的还原率和煤碳的耗用量，进一步缩短了反应停留时间，增大了产能，大大提高了生产效率。
2、本专利技术所述的一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，技术方法原理如下：
3、将软锰矿和还原煤按一定配比进行制粉及混合均匀得到生料粉；生料粉分别经过预反应和干燥处理后于回转窑内与来自co发生炉的高温还原性气体逆流接触并发生反应，氧化还原反应会生成大量的co2存在于窑内反应系统中，大量co2的存在影响氧化还原反应的平衡，为了驱使高价锰氧化物向mno方向转化，从而提高软锰矿的还原效率，必须及时在窑内反应系统中将co2进行降除干预，通过向回转窑高温反应区喷吹送入cao、草酸钙、蚁酸钙中的一种或者多种药剂可以高效快速地吸收co2，起到降除co2的作用，对窑内系统co2含量进行有益的干预；软锰矿还原完成后得到的高温一氧化锰矿粉依次送入高温一氧化锰冷却器和中温一氧化锰冷却器进行两级冷却得到温度低于90℃的一氧化锰粉；回转窑出来的还原尾气气氛依然显弱还原性，还原尾气作为热量传递载体依次流经旋风分离器、布袋收尘器、空气换热器1、高温一氧化锰冷却器、预反应器、生料粉烘干器、空气换热器2、中温一氧化锰冷却器进行了多次升温和降温工作，将整个系统的热能进行环环相扣有机结合地支配，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，其特征在于：各步骤的工艺气体的化学组分进行监测控制，其主要成分检测如下所示：
【技术特征摘要】
1.一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低碳耗高还原率的软锰矿还原方法，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁余威，肖宏，朱益均，
申请(专利权)人：广西埃索凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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