本申請是申請日為2006年11月2日、申請號為200680051130.1、發明名稱為“高純度磁鐵礦形成方法和設備及其產品”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種從赤鐵礦(hematite)中生產高純磁鐵礦(magnetite)的方法及采用該方法制成的高純度磁鐵礦產品。具體而言，本發明涉及一種通過甲烷或天然氣還原粉末赤鐵礦為磁鐵礦的方法，其中赤鐵礦在加熱裝置中通過甲烷或天然氣的逆流或者順流流動進行還原，同時在一溫度下保持該固體特定時間從而達到將其還原成磁鐵礦的目的。本發明進一步涉及一種完成本發明方法的加熱裝置。

背景技術

多年以來已經知道將赤鐵礦，Fe₂O₃組合物，轉化為磁鐵礦，Fe₃O₄組合物。人造赤鐵礦是一種基本紅棕色鐵礦物，其常常作為在以下操作中的鹽酸再生過程的副產品獲得，該操作為在下一過程之前使用所述酸進行清洗或酸洗鋼材。人造磁鐵礦由于其具有磁性和顏料淀積性能而被使用。

赤鐵礦向磁鐵礦的轉化是在氫氣或一氧化碳氣體或液體存在的情況下發生的，其中液體可以為石油。氫氣或一氧化碳氣體或液體產物作為還原劑起作用并還原赤鐵礦，從而使得磁鐵礦形成。

眾所周知，噴射焙燒氯化亞鐵從而生產赤鐵礦，粒化該赤鐵礦，然后在加熱裝置中在大約900℃至1000℃的溫度下還原該赤鐵礦為磁鐵礦。該還原用一氧化碳和氫氣進行，該還原氣流與赤鐵礦粒的流向逆流，該赤鐵礦粒在與燃燒器火焰相對的方向被送入反應器，在該赤鐵礦粒通過反應器腔時，被加熱到更高的溫度，在產物出口附近獲得最高溫度。還原環境優選為貫穿整個反應器，如通過在產物出口附近噴射附加還原氣體。舉例如下，美國專利US5,348,160和US5,794,791。然而，對操作環境如：氣固比率、流速或純凈級別并沒有指導。

還眾所周知的是，在溫度為大約200至700℃下在非鐵無機化合物粉末存在的情況下采用還原氣體還原赤鐵礦，在還原的約中段時停止粉末的還原從而產生部分還原粉末，然后通過含氧氣體氧化部分還原粉末的表面，產生包括磁鐵礦和鐵的復合物粉末。該還原氣體可以為氫氣，一氧化碳，甲烷或乙烷。參見，例如，美國專利US6,827,757，上述方法的純度大約為83％。

還眾所周知的是，采用有機液體或低溫含水泥漿還原赤鐵礦，參見美國專利US6,302,952，US5,512,195，US4,376,714和US3,928,709。

在相近領域還眾所周知的是，采用其它物質還原赤鐵礦，如石油殘余物，醇類和蒸汽，典型地在低于700℃的溫度。參見例如，美國專利US4,311,684，US2,693,409和US672,192。

在已知需要低溫的現有技術系統的使用中，還原劑不是甲烷或天然氣，同時其缺少對與赤鐵礦數量相關的還原劑的使用數量的指導，通過赤鐵礦的還原生產的磁鐵礦的純度典型地最多在80％范圍內。另外，所述方法可能需要許多的附加步驟來合理的完成該還原過程，因而導致在工業規模上進行生產變得困難。

因此，存在對一種改良方法的真實的和巨大的需要，該方法用于生產高純磁鐵礦，也提供了一種具有明確的指導方針的方法，該指導方針使用起來是簡單、有效和高效率的，該方法進一步可以容易地擴大到工業規模。

發明概述

本發明已能夠滿足上文所述需要。

在本發明的一個優選實施例中，公開了一種生產高純度磁鐵礦組合物的方法，該方法通過將赤鐵礦，更優選的為赤鐵礦粉，供給加熱裝置的第一端口以便移動通過，同時將甲烷供給加熱裝置的第二端口以便移動通過，使甲烷與赤鐵礦逆流或順流移動，優選將該加熱裝置加熱至約700-1300℃的溫度。

還公開了一種通過上述方法生產的產品。