富锰渣生产

富锰渣生产

1.富锰渣冶炼的基本原理

富锰渣冶炼的基本原理是选择性还原和选择性氧化原理。在高炉和电炉上使用锰矿石冶炼富锰渣，应用选择性还原原理。

1.1高炉冶炼富锰渣的基本原理

高炉冶炼富锰渣的过程就是渣中锰的富集过程。它的基本原理是选择性还原，即根据锰、铁、磷等不同还原性能进行选择还原。即在保证铁、磷等元素充分还原的同时，抑制锰的还原。其实，也就是在其中强还原气氛的高炉中将铁、磷与锰分离，让容易还原的铁和磷等氧化物优先还原成金属而沉积于炉缸底部。难还原的高价锰氧化物还原成低价锰氧化物（MO2→Mn2O3→Mn3O4→MO），并以MO的形式进入炉渣中而成为低磷低铁的高锰渣浮积在炉缸上部。由于铁和锰的还原温度不同，采用选择还原的方法能使铁、锰在高炉中达到分离的目的。

风口

高炉冶炼富锰渣工艺流程图

2.高炉富锰渣生产的基本特点

高炉冶炼富锰渣、虽然工艺流程、主要设备与通常的高炉冶炼生铁、锰铁基本相同，但工艺操作又有显著特点。主要是：

（1）在所有高炉产品中，高炉富锰渣冶炼的温度是最低的。

理论上要求炉温控制在保证铁、磷充分还原，锰不还或

少量还原。液体渣铁能够有效分离的温度范围内。目前

从生产厂家测定的炉渣温度一般在1250-1350℃之间。

比锰铁炉渣温度低200-250℃，比生铁炉渣低

100-150℃。

（2）在所有高炉产品中，高炉富锰渣冶炼的碱度是最低的。

高炉锰铁冶炼渣碱度在1.4-1.6范围，冶炼生铁渣碱度

10左右。而冶炼富锰渣均为低碱度，且大部分厂家为

自然碱度的酸性渣冶炼，碱度一般在0.3以下。

（3）高炉冶炼富锰渣一般是高负荷低风温操作，其负荷与入炉矿的含铁量有关。含铁低时风温低负荷高，含铁高时

风温高负荷低。

（4）高炉富锰渣冶炼的煤气热能利用好，顶温一般只有200-300℃，而化学能利用相对较差，混合煤气中CO2

一般仅10％左右。

（5）富锰渣冶炼为大渣量冶炼，渣铁比高者达3-4。低者也在1.0以上。富锰渣的含锰主要决定于矿石的含锰和含

铁量。锰的回收率可达85％-90％。

（6）入炉原料粒度：一般锰矿石为5-50mm，冶金焦炭15-100mm.

3.高炉富锰渣生产中的配料计算

正常炉况下富锰渣成分主要决定于配制。富锰渣中的锰主要决

定于矿石含锰量和锰铁比或者锰加铁总量。富锰渣中的含磷量和含铁量主要决定于炉温，前者主要由配料控制，后者主要有操作控制。目前，国内的铁锰矿在正常炉况下都不会造成铁磷的出格。因此主要是搞好原料计算以解决锰的合格问题。

配料计算：

（1）首先决定各元素和氧化物的分配率，根据理论分析和实际生产数据统计，各元素和氧化铜的分配率如下表：

富锰渣冶炼各元素与氧化物分配

（2）确定矿石配比根据检测报告提供的矿石成分分析数据，矿物为氧化铁锰铅锌矿石。其中主要有用有害成分如下

表：

矿石成分及入炉矿成分（％）

(3)确定焦炭负荷，根据经验，矿石含铁20％左右时焦炭负荷取

3.5；

(4)富锰渣和时产生铁成分计算，其要点为：

a:以100Kg矿石和相应的焦炭量，按入渣率计算成渣物量，并将其中锰、铁和磷换算成低价氧化物。

b:各成渣物量相加即为100Kg矿石的渣量，然后进一步计算渣成分。

c:由渣量计算焦化和矿化。

d:同样以100Kg矿石和相应的焦炭量，按入铁率计算铁量，并以含炭4.5％折算出100Kg矿石可能得到的铁量。

e:检验渣成份量是否合格。

（5）计算

a:入炉矿石Mn/Fe=19.9/21.9=0.908，Mn+Fe=41.8%

b:计算富渣成分：

（1）假定焦炭负荷为3.5，即100Kg矿石用28.5Kg焦炭，焦炭以20％计，其成分如下：

成分Al2O3SiO2 CaO P

含量％42.050.08.00.2

（2）计算矿石和相应焦炭各元素或化合物进入渣中的量，以100Kg矿石和相应焦炭计：

进入渣中的锰和氧化亚锰，此锰入渣率90％计：

（Mn）＝19.9×90％＝17.91（kg）

MnO =17.91×71/55=23.12 (kg)

进入渣中的铁和氧化铁，以铁入渣率3％计：

（Fe）=21.9×3%=0.66(kg)

(FeO)=0.66×72/56=0.84(kg)

进入渣的SiO2量以SiO2入渣铁总量的95％计，要计算SiO2的还原量，先估计100kg矿石的铁量，副产铁含铁为88％计，铁元素进入生铁92％计，则100kg矿石铁量为：

Q=21.9×92%÷88%=22.89(kg)

铁中的硅含量按0.5％计，则铁中硅量为：

（Si）=22.89×0.5=0.11(kg)

还原需SiO2量为：

0.11×60/28＝0.25（kg）

则进入渣中的SiO2量为：

（SiO2）＝15.2×95％+30×20％×50％×95％-0.25＝17.44（kg）

Al2O3入渣以95％计，进入渣中的Al2O3量为：

（Al2O3）＝1.42×95％+30×20％×42％×95％＝4.53（kg）

CaO入渣以95％计，进入渣中的CaO量为：

（CaO）＝4.29×95％+30×20％×8％×95％＝4.53（kg）

MgO入渣以95％计，进入渣中的MgO量为：

（MgO）＝0.53×95％＝0.50（kg）

进入渣中的P2O5量为：

（P2O5）＝（？+30×0.2％）×30％×114/62＝（kg）

炉渣渣量与炉渣成分表

炉渣成分MnO FeO SiO2Al2O3CaO MgO P2O5

质量/kg 23.12 0.84 17.04 3.74 4.53 0.50 6.015 含量/kg 46.44 1.69 34.23 7.5 9.1 1.0 0.03 (6)检验：

富锰渣（CaO+MgO）/SiO2=0.29 SiO2/Al2O3=4.55 含Mn、Fe、P都符合要求。

（7）副产生铁成分计算：

a:锰入铁率以5％计，锰入铁量为：

〔Mn〕＝19.9×5％＝0.995（kg）

b:铁入铁率以92％即，铁入铁量为：

〔Fe〕＝21.9×92％＝20.15（kg）

c:还原入铁的〔Si〕＝0.111（kg）

d:磷入铁率以92％计，磷入铁量为：

〔P〕=(0.15+30×0.2%)×92%=0.19（kg）

e:铁中的以4.5％计约1.125kg

铁量与铁成分计算如表铁渣比为：

副产生铁量及生铁成分计算表（100kg矿石）

生铁成分Mn Fe Si P C∑

质量/kg 0.995 20.15 0.111 0.19 1.125 22.571

含量/％ 4.489.20.490.84 4.9100

（8）粗铅产量计算

铅回收率按60％计算，则100kg矿石铅量为

〔Pb〕=5.26%×100×60%=3.156

(9)按每天处理200吨矿量计算产量：则每月（25天计算）

富锰渣产量49.78×2000×25/1000＝2489（T）

生铁产量22.571×2000×25/1000＝1128.5（T）

含银粗铅 3.156×2000×25/1000＝157.8（T）

4.效益分析：

（1）矿石成本价格：180元/吨

（2）焦炭价格：1100元/吨

（3）电成本价格：0.56元/KWh

（4）人工工资：1500元/人·月

每天处理200吨，直接成本求出：

矿石：180×200＝3.6万元

焦炭：200÷3.5×1100＝6.3万元

电费：350kw×0.56×24＝0.47万元

工资：60×70＝0.42万元

合计：10.79万元

每月成本支出：10.79万元×30＝323.7万元

每月销售收入：

富锰渣：35×23×2489＝200.3万元

生铁：1600×1128.5＝180.56万元

粗铅：157.8×1.3＝205.14万元

合计：586万元

毛利：586-323.7＝262.3（万元）

5.投资生产结算：

按200t/d处理能力计算，建设一座30m3富锰渣冶炼高炉，投资生

产如下：

（1）设备投资额：4300万元

（2）基建厂房配套设施120万元

（3）设备安装50万元

（4）其它费用10万元

（5）施工图设计费咨询费30万元

合计：610万元

6.投资利润分析：

本项目铁锰矿石为氧化矿，有用成分铁锰含量均为20％左右。其中有益元素为Pb、Zn。平均品位，Pb5.26％、Zn1.03％有害元素S、P等均不超标，经技术分析冶炼后主要产品富锰渣的平均品位可达35％左右，按200t/d处理能力计算，月产富锰渣2489吨，生铁1128吨，含银粗铅157吨，月毛利润可达262万元，盈利主要来源为副产品粗铅价值、生铁、富锰渣盈利仅为56万元。粗铅盈利可达200万元

本项目年毛利润可达2800万元，净利润可达2000万元左右。本项目原料为铅铁锰矿石，料为焦炭。如果矿石供应能保证数量及质量。本项目是一个投资利润高，见效快的项目。预计半年即可收回投资。