【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属矿物冶炼及处理，具体涉及一种软锰矿分级流态化选择性还原的方法及用于该方法的还原系统，属于金属矿物冶炼处理。
技术介绍
1、锰矿在我国已属短缺资源之一，而现有资源贫多富少，富矿资源仅占6.43％，资源杂质含量高，因此，充分利用贫氧化锰矿资源，提高锰矿产品质量，十分必要。如何低成本且高效地利用这些氧化锰矿资源，为电解氧化锰提供优质原料，已成为制约锰业发展的瓶颈。
2、软锰矿(主要含锰矿物为mno2)是生产硫酸锰的重要原料，世界上约60％的硫酸锰由软锰矿加工制得。软锰矿不溶于硫酸，必须把它还原成一氧化锰(mno)，才能和硫酸反应制得硫酸锰。传统工艺是用煤作还原剂对软锰矿进行还原焙烧，使软锰矿中的mno2转化为mno，然后再用硫酸浸出，但该法存在能耗高、操作条件差、环境污染严重等问题。新开发工艺两矿焙烧法同样存在诸多缺点，两矿焙烧法是使mno2转变为mnso4，fes2转变为fe2o3，然后用水浸出，需在高硫锰比下进行长时间的焙烧，不仅造成fes2不能充分利用，且渣量大，难处理，同时还存在烟气处理难等问题。
3、我国以软锰矿为原料生产硫酸锰主要采用还原焙烧-硫酸浸出-浓缩结晶的工艺流程，传统工艺生产一氧化锰的还原焙烧设备是传统的反射炉，这种设备热耗高，处理能力小，锰回收率低，劳动条件差。二十世纪八十年代，云南、湖南及广东等地曾先后建成回转窑进行这方面的尝试，但由于原料粒度细、回转窑结构和技术问题，窑内粘结现象严重，大部分回转窑均无法正常用于生产。近年来开发的一种热回收型氧化锰矿石微波还原焙烧工艺
4、流态化还原工艺作为目前处理软锰矿资源较为高效合理的技术而受到关注，但软锰矿在流态化还原过程中，由于存在粗颗粒和细颗粒，还原过程粗颗粒还原不彻底依旧以mno2形式存在，在后续硫酸浸出过程中难以浸出；在还原过程中细颗粒需要的还原温度低，易过度还原后以金属mn形式存在，造成能源的浪费，同样在后续硫酸浸出过程中亦难以浸出，资源利用率低。因此，研究一种可行的新工艺以代替传统工艺，减少污染，提高资源利用率具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中，采用流态化还原工艺处理软锰矿存在粗颗粒还原不彻底、细颗粒还原易过度导致锰元素在后续硫酸浸出过程中难以浸出使得资源利用率低的问题，本专利技术提供了一种软锰矿分级流态化选择性还原的方法及用于该方法的还原系统。本专利技术通过控制粗颗粒软锰矿和细颗粒软锰矿在流态化炉管内以不同的温度不同的还原气氛下进行不同还原程度的还原焙烧处理，精确控制粗颗粒软锰矿获得mno产品，而细颗粒软锰矿获得金属mn产品，避免难以浸出的mno2的存在，获得了不同锰系的产品，实现产品和能源的优化控制。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案具体如下所述：
3、根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种软锰矿分级流态化选择性还原的方法：
4、一种软锰矿分级流态化选择性还原的方法，该方法包括如下步骤：
5、1)将软锰矿进行破碎获得软锰矿粉，并将获得的软锰矿粉与还原性气体均从流态化炉管的下部进料口进行输入。
6、2)在流态化炉管内，根据物料的走向，流态化炉管被筛网分为下部还原区和上部还原区，在还原性气体(指的是包含有还原气体(如co、h2)与惰性气体(如n2)的混合气体)的推送作用下，粗软锰矿粉在下部还原区内进行还原焙烧处理，细软锰矿粉在上部还原区内进行还原焙烧处理。
7、3)根据下部还原区内粗软锰矿粉中o元素和mn元素含量的变化，调节通入至下部还原区内的还原气体(如co、h2)的含量，使得下部还原区内的粗软锰矿粉被还原为mno。根据上部还原区内细软锰矿粉中o元素和mn元素含量的变化，调节通入至上部还原区内的还原气体的含量，使得上部还原区内的细软锰矿粉被还原为mn。
8、作为优选，该方法还包括：
9、4)将步骤3)获得的mno从位于流态化炉管中部的粗颗粒出料口排出，经冷却后用于制备硫酸锰。将步骤3)获得的mn从位于流态化炉管顶部的细颗粒出料口排出，经冷却后用于制备金属锰。
10、作为优选，在步骤1)中，所述软锰矿粉的粒度不大于1mm，优选为0.1-1mm，更优选为0.15-1mm。
11、作为优选，在步骤2)中，所述粗软锰矿粉的粒度为0.2-1mm，优选为0.4-1mm，更优选为0.6-1mm。所述细软锰矿粉的粒度不大于0.6mm，优选为不大于0.4mm，更优选为不大于0.2mm。
12、作为优选，所述还原性气体为含有co和/或h2的混合气体，优选为co和/或h2与惰性气体组成的混合气体，更优选为co和/或h2与氮气共同组成的混合气体。
13、作为优选，在混合气体中，co和/或h2的总含量不低于混合气体总量的3％，优选为不低于5％，更优选为不低于8％。
14、作为优选，所述还原性气体通入至流态化炉管内的流速为0.2-3m/s，优选为0.3-2.5m/s，更优选为0.4-2m/s。
15、作为优选，下部还原区内的还原温度为700-1000℃，优选为750-950℃，更优选为800-900℃。下部还原区内的还原时间为0.1-3h，优选为0.3-2.5h，更优选为0.5-2h。
16、作为优选，上部还原区内的还原温度为500-800℃，优选为550-750℃，更优选为600-700℃。上部还原区内的还原时间为0.1-3h，优选为0.3-2.5h，更优选为0.5-2h。
17、作为优选，在步骤3)中，根据下部还原区内粗软锰矿粉中o元素和mn元素含量的变化，调节通入至下部还原区内的还原气体的含量，使得下部还原区内的粗软锰矿粉被还原为mno，具体为：实时检测下部还原区内粗软锰矿粉中的氧锰比记为a1，则：
18、当1＜a1时，增加还原性气体内co和/或h2的含量，其增加量为3*(a1+1)*100％。
19、当0.5＜a1≤1时，维持当前工况不变。
20、当0＜a1≤0.5时，减小还原性气体内co和/或h2的含量，其减小量为4*(a1+2)*100％。
21、作为优选，在步骤3)中，根据上部还原区内细软锰矿粉中o元素和mn元素含量的变化，调节通入至上部还原区内的还原气体的含量，使得上部还原区内的细软锰矿粉被还原为mn，具体为：实时检测上部还原区内细软锰矿粉中的氧锰比记为a2，则：
22、当a2＝0时，维持当前工况不变。
23、当a2＞0时，增加还原性气体内co和/或h2的含量，其增加量为5*(a2+3)*100％。
24、根据本专利技术的第二种实施方案，提供一种软锰矿分级流态化选择性还原的系统或用于第一种实施方案所述方法的系统：
25、一种软锰矿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种软锰矿分级流态化选择性还原的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述软锰矿粉的粒度不大于1mm，优选为0.1-1mm，更优选为0.15-1mm；和/或
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述还原性气体为含有CO和/或H2的混合气体，优选为CO和/或H2与惰性气体组成的混合气体，更优选为CO和/或H2与氮气共同组成的混合气体；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述还原性气体通入至流态化炉管内的流速为0.2-3m/s，优选为0.3-2.5m/s，更优选为0.4-2m/s。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：下部还原区内的还原温度为700-1000℃，优选为750-950℃，更优选为800-900℃；下部还原区内的还原时间为0.1-3h，优选为0.3-2.5h，更优选为0.5-2h；和/或
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，根据上部还原区内细软锰矿粉中O元素和Mn元素含量的变化，调节通入至上部还原区内的还原气体的含量，使得上部还原区内的细软锰矿粉被还原为Mn，具体为：实时检测上部还原区内细软锰矿粉中的氧锰比记为a2，则：
9.一种用于如权利要求1-8中任一项所述方法的流态化选择性还原系统，其特征在于：该流态化选择性还原系统包括炉管(1)和筛网(2)；筛网(2)设置在炉管(1)的管腔内，并将炉管(1)的管腔分隔为下腔室(101)和上腔室(102)，筛网(2)上开设有筛孔；在炉管(1)的底端设置有进气口(3)，在炉管(1)的下部侧壁上设置有进料口(4)，在炉管(1)的中部侧壁上设置有粗料出口(5)，在炉管(1)的顶端设置有细料出口(6)；所述进气口(3)、进料口(4)、粗料出口(5)均与下腔室(101)相连通，所述细料出口(6)与上腔室(102)相连通；在下腔室(101)和上腔室(102)内还分别独立设置有元素含量检测装置(7)和分别控温的加热装置(8)；
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：在炉管(1)的管腔内设置有多个筛网(2)，多个所述筛网(2)的下方为下腔室(101)，多个所述筛网(2)的上方为上腔室(102)；
...【技术特征摘要】
1.一种软锰矿分级流态化选择性还原的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述软锰矿粉的粒度不大于1mm，优选为0.1-1mm，更优选为0.15-1mm；和/或
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述还原性气体为含有co和/或h2的混合气体，优选为co和/或h2与惰性气体组成的混合气体，更优选为co和/或h2与氮气共同组成的混合气体；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述还原性气体通入至流态化炉管内的流速为0.2-3m/s，优选为0.3-2.5m/s，更优选为0.4-2m/s。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：下部还原区内的还原温度为700-1000℃，优选为750-950℃，更优选为800-900℃；下部还原区内的还原时间为0.1-3h，优选为0.3-2.5h，更优选为0.5-2h；和/或
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，根据下部还原区内粗软锰矿粉中o元素和mn元素含量的变化，调节通入至下部还原区内的还原气体的含量，使得下部还原区内的粗软锰矿粉被还原为mno，具体为：实时检测下...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，魏进超，周乾刚，马钟琛，张鹏羽，杨卓，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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