锰铁生产中资源利用问题

1、锰铁生产中资源利用锰铁生产中资源利用问题的讨论问题的讨论交城义望铁合金公司交城义望铁合金公司 戴维戴维20142014 0909 18181. 1. 锰铁生产中的资源锰铁生产中的资源资源条件是决定企业生存和资源条件是决定企业生存和发展的先决条件。在铁合金生产发展的先决条件。在铁合金生产中，资源泛指生产原料和能源条中，资源泛指生产原料和能源条件。而在我国无论地处东西南北，件。而在我国无论地处东西南北，所有锰铁生产都要依靠进口。地所有锰铁生产都要依靠进口。地域位置也就成了资源条件。电力域位置也就成了资源条件。电力供应无疑是最重要的资源条件，供应无疑是最重要的资源条件，电力供应方式、电价、甚至地方电

2、力供应方式、电价、甚至地方优惠政策和人际关系都会成为资优惠政策和人际关系都会成为资源条件。源条件。铁合金生产中还有大量新生铁合金生产中还有大量新生的资源。这包括烟尘、炉渣、电的资源。这包括烟尘、炉渣、电炉煤气或烟气热能、铁水热能等炉煤气或烟气热能、铁水热能等。如何利用这些新生的资源也是。如何利用这些新生的资源也是实际生产经常讨论的问题。实际生产经常讨论的问题。图图1 1 铁合金生产中的可利用资源分布图铁合金生产中的可利用资源分布图图图1 1给出了铁合金生产中的可利用资源分布。这些资源涵括了原料、产品和冶给出了铁合金生产中的可利用资源分布。这些资源涵括了原料、产品和冶炼中间过程。方框中列出的不仅

3、是流程中的一个环节，也是资源的一部分。红色炼中间过程。方框中列出的不仅是流程中的一个环节，也是资源的一部分。红色圆圈划出原料处理、烟气利用和炉渣利用为本文重点讨论内容。圆圈划出原料处理、烟气利用和炉渣利用为本文重点讨论内容。2. 锰矿资源趋势和利用锰矿资源趋势和利用锰矿的矿物复杂多样，其存在锰矿的矿物复杂多样，其存在形态有氧化矿物、碳酸矿、硅酸形态有氧化矿物、碳酸矿、硅酸矿和硫化矿等。就其化学学成分矿和硫化矿等。就其化学学成分而言，各产区的矿石除了在锰铁而言，各产区的矿石除了在锰铁比和磷锰比有一定差别外，在脉比和磷锰比有一定差别外，在脉石成分含量、粒度组成和还原熔石成分含量、粒度组成和还原熔化

4、性等冶金性能方面有较大差别。化性等冶金性能方面有较大差别。进口锰矿资源几乎占到我国锰进口锰矿资源几乎占到我国锰铁产量中锰含量的铁产量中锰含量的70%70%以上。但国以上。但国产锰矿的重要性仍不可忽视。利产锰矿的重要性仍不可忽视。利用进口矿石的质量过剩的优势和用进口矿石的质量过剩的优势和国产矿的价格优势来实现优势互国产矿的价格优势来实现优势互补，会成为未来一段时间内锰铁补，会成为未来一段时间内锰铁企业在市场竞争中的重要选择。企业在市场竞争中的重要选择。改进锰矿资源的利用应从收入和支出两个方面入手。改进锰矿资源的利用应从收入和支出两个方面入手。在收入方面，资源利用的重点在于根据冶炼品种选择合适的锰

5、矿资源在收入方面，资源利用的重点在于根据冶炼品种选择合适的锰矿资源和原料预处理技术。和原料预处理技术。在支出方面在支出方面 重点在于改进冶炼技术。重点在于改进冶炼技术。在冶炼过程中，锰主要是以炉渣、粉尘的形式流失，大约占在冶炼过程中，锰主要是以炉渣、粉尘的形式流失，大约占收入锰的收入锰的70%70%以上。其它损失发生在运输过程、原料处理和产品以上。其它损失发生在运输过程、原料处理和产品加工过程。目前冶炼锰铁的综合回收率低于加工过程。目前冶炼锰铁的综合回收率低于90%90%。提高回收率仍。提高回收率仍有一定潜力。有一定潜力。锰矿费用占锰铁制造成本的锰矿费用占锰铁制造成本的50%50%以上。锰元素

6、回收率提高以上。锰元素回收率提高1%1%意味着制造成费用降低意味着制造成费用降低1%1%。在目前铁合金利润率低于。在目前铁合金利润率低于10%10%的情况的情况下，提高回收率下，提高回收率1%1%意味着增加意味着增加10%10%的利润。的利润。在硅锰炉渣中很难发现锰矿颗粒却可以观察到大量弥散分布的金在硅锰炉渣中很难发现锰矿颗粒却可以观察到大量弥散分布的金属颗粒，其粒度范围在属颗粒，其粒度范围在1- 5m1- 5m左右。由于金属颗粒十分微细，在出左右。由于金属颗粒十分微细，在出炉过程炉过程依靠渣铁密度的差异并不能彻底实现渣铁分离。在炉渣固态依靠渣铁密度的差异并不能彻底实现渣铁分离。在炉渣固态状态

7、下，即使将炉渣磨细到状态下，即使将炉渣磨细到200目以下也无法彻底回收这些的金属颗目以下也无法彻底回收这些的金属颗粒。为了进一步提高元素回收率需要提高炉渣温度，改善炉渣的流粒。为了进一步提高元素回收率需要提高炉渣温度，改善炉渣的流动性和表面张力等物理性能，为促进金属颗粒的聚集长大创造条件。动性和表面张力等物理性能，为促进金属颗粒的聚集长大创造条件。3. 原料预处理原料预处理原料处理包括原料破碎筛分、干燥、焙烧、冷固结球团、原料处理包括原料破碎筛分、干燥、焙烧、冷固结球团、烧结等工艺措施。完善的原料设施是实现铁合金工厂操作机烧结等工艺措施。完善的原料设施是实现铁合金工厂操作机械化、自动化的前提条

8、件，也是降低消耗、提高劳动生产率械化、自动化的前提条件，也是降低消耗、提高劳动生产率、取得先进技术经济指标的基础。、取得先进技术经济指标的基础。没有有完整的原料设施的铁合金厂就不能称为现代化工厂没有有完整的原料设施的铁合金厂就不能称为现代化工厂。随着冶金资源的贫化多数矿石是通过精选富集得到的。在。随着冶金资源的贫化多数矿石是通过精选富集得到的。在市场上粉矿和精矿的比例越来越多。市场上粉矿和精矿的比例越来越多。混合料中粉矿比例高会混合料中粉矿比例高会使炉气穿过炉料的通道分布不均匀。局部高温使料面烧结棚使炉气穿过炉料的通道分布不均匀。局部高温使料面烧结棚料，并导致刺火、塌料现象，直接危及安全生产。

9、料，并导致刺火、塌料现象，直接危及安全生产。焙烧和预热、烧结、球团和造块几乎成为铁合金厂不可缺焙烧和预热、烧结、球团和造块几乎成为铁合金厂不可缺少的生产工艺组成部分。少的生产工艺组成部分。表表1 1列出了主要原料与处理工艺。列出了主要原料与处理工艺。表表1 主要锰铁原料预处理工艺主要锰铁原料预处理工艺采用原料预处理工艺的目的在于采用原料预处理工艺的目的在于: 可以充分利用粉锰矿、碳酸锰矿等各种锰矿资源，原料市场回旋余地更大可以充分利用粉锰矿、碳酸锰矿等各种锰矿资源，原料市场回旋余地更大 回收利用锰粉尘、筛下矿粉、焦粉等，改善入炉原料粒度组成回收利用锰粉尘、筛下矿粉、焦粉等，改善入炉原料粒度组成

10、 对原料进行干燥、预热降低冶炼电耗、保证安全生产对原料进行干燥、预热降低冶炼电耗、保证安全生产提高锰矿入炉温度可以减少用于炉料升温的热能，降低冶炼电提高锰矿入炉温度可以减少用于炉料升温的热能，降低冶炼电能消耗。生产高碳锰铁时采用热装工艺入炉能消耗。生产高碳锰铁时采用热装工艺入炉750oC烧结矿比使用常烧结矿比使用常温烧结矿可以降低冶炼电耗温烧结矿可以降低冶炼电耗22%，产能也得到相应提高。，产能也得到相应提高。图图 回转窑预热的锰矿入炉温度与冶炼高碳锰铁电耗的关系回转窑预热的锰矿入炉温度与冶炼高碳锰铁电耗的关系 注：入炉矿石品位为注：入炉矿石品位为 Mn48%4. 能源回收和利用方式能源回收和

11、利用方式铁合金工业是高耗能产业。铁合金生产消耗的能源来铁合金工业是高耗能产业。铁合金生产消耗的能源来不仅来自于电力、也来自燃煤、燃气、还原剂、蒸汽等化不仅来自于电力、也来自燃煤、燃气、还原剂、蒸汽等化学能源和物理能源。在消耗能源的同时铁合金冶炼厂产出学能源和物理能源。在消耗能源的同时铁合金冶炼厂产出的烟气、炉渣、铁水和循环水中也含有相当多可以回收利的烟气、炉渣、铁水和循环水中也含有相当多可以回收利用的物理热和化学热。在能源日趋短缺的形势下充分利用用的物理热和化学热。在能源日趋短缺的形势下充分利用工艺排放的热能是改进企业经济效益的重要内容。工艺排放的热能是改进企业经济效益的重要内容。工业生产所需

12、要的能源形式多种多样，除了电能以外工业生产所需要的能源形式多种多样，除了电能以外，生产中还有原料干燥、矿石预热和烧结等多种能源需求，生产中还有原料干燥、矿石预热和烧结等多种能源需求方式。合理能量利用方式取决于工厂的生产工艺和地域的方式。合理能量利用方式取决于工厂的生产工艺和地域的需求。需求。在讨论能量利用和回收的技术路线时，人们往往只从在讨论能量利用和回收的技术路线时，人们往往只从能量的数量来评估能量回收的潜力，却往往忽略能量的品能量的数量来评估能量回收的潜力，却往往忽略能量的品质。众所周知，各种不同形态的能量，其动力利用的价值质。众所周知，各种不同形态的能量，其动力利用的价值并不相同。即使是

13、同一形态的能量，在不同条件下也具有并不相同。即使是同一形态的能量，在不同条件下也具有不同的作功能力。不同的作功能力。 含有相同热能但温度不同的电炉烟气可利用的价值差别甚大。温含有相同热能但温度不同的电炉烟气可利用的价值差别甚大。温度在度在600oC600oC的电炉烟气可以用来发电，而相同热能的低温烟气热能只能的电炉烟气可以用来发电，而相同热能的低温烟气热能只能用于取暖。对于优质能源电能而言，可以产生高温用于熔炼铁合金，用于取暖。对于优质能源电能而言，可以产生高温用于熔炼铁合金，也可以加热冷水采暖。对于前者低温能源无能为力，而后者采用低温也可以加热冷水采暖。对于前者低温能源无能为力，而后者采用低

14、温热能足以完成。热能足以完成。铁合金冶炼过程产生大量含铁合金冶炼过程产生大量含CO的电炉煤气或高温烟气。无论的电炉煤气或高温烟气。无论是敞口电炉还是封闭电炉电炉烟气量所带走的热能比例几乎是恒是敞口电炉还是封闭电炉电炉烟气量所带走的热能比例几乎是恒定的，但烟气数量和可以利用的能量差别很大。图定的，但烟气数量和可以利用的能量差别很大。图3给出了电炉烟给出了电炉烟气量与温度的关系与不同温度的烟气可利用的能量效率。气量与温度的关系与不同温度的烟气可利用的能量效率。烟气温度烟气温度TG是决定烟气热能回收方式在决定因素。经验表明：是决定烟气热能回收方式在决定因素。经验表明：在在TG 450C 时，电炉烟气

15、可以用于产生高压蒸汽，用于发电或其时，电炉烟气可以用于产生高压蒸汽，用于发电或其它工业用途；可回收相当于它工业用途；可回收相当于10%的电能。的电能。在在TG 300C 时，电炉烟气余热锅炉可以生产工业用途的中低压蒸时，电炉烟气余热锅炉可以生产工业用途的中低压蒸汽；可回收相当于汽；可回收相当于5%的电能。的电能。在在TG 120C 时，电炉烟气仅可用于热水供热。时，电炉烟气仅可用于热水供热。以电炉煤气的形式回收烟气热能可以用于发电、锰矿烧结、干燥矿以电炉煤气的形式回收烟气热能可以用于发电、锰矿烧结、干燥矿石和焦炭；也可以用于供热和其它用途。因此，回收电炉煤气是利用石和焦炭；也可以用于供热和其它

16、用途。因此，回收电炉煤气是利用烟气热能最好的方式。热能回收相当于电能的烟气热能最好的方式。热能回收相当于电能的20%以上。以上。 冶炼过程热能结构分布冶炼过程热能结构分布烟气热能发电模式热能利用烟气热能发电模式热能利用电炉煤气预热原料模式热能利用状况电炉煤气预热原料模式热能利用状况结结 论论1. 1.随着国民经济的发展资源问题日益突出。锰铁生产中矿物随着国民经济的发展资源问题日益突出。锰铁生产中矿物资源和能源的利用关系到铁合金企业的生存和长远发展。资源和能源的利用关系到铁合金企业的生存和长远发展。2. 锰矿费已经占到锰铁制造成本的锰矿费已经占到锰铁制造成本的50%50%以上。目前提高回收以上。目前提高回收率率1%1%意味着增加意味着增加10%10%的利润。提高冶炼过程锰元素回收率的利润。提高冶炼过程锰元素回收率仍有一定