本實用新型涉及一種冶金技術領域，具體是一種微波處理低品位錳礦反應器及微波冶煉低品位錳礦的方法。
背景技術：
我國錳資源儲量居全球第6位，但由于國內錳礦含錳品位低、嵌布粒度微細、礦物成分復雜等原因，造成錳礦開發利用困難，進而導致我國成為世界上最大的錳礦進口國。
錳是鋼鐵生產不可缺少的元素，幾乎所有的鋼中都含有一定數量的錳。首先，錳作為鋼液的脫氧劑和脫硫劑。由于錳與氧、硫的親和力比較大，故錳是鋼液的脫氧劑和脫硫劑。其次，錳作為合金劑。錳作為合金元素加入鋼液中使鋼合金化，從而改善鋼的機械性能，增加鋼的強度、硬度、延展性、韌性和耐磨性等。第三，錳能改善鑄鐵的性能。鑄鐵中加入錳能改善鑄件的物理性能和機械性能，例如增加鑄件的硬度、耐磨性等。
國內錳鐵合金的生產方法主要有高爐法和電爐法兩種。高爐法的主要缺點是：產品含磷量高，因為生產1t合金消耗的焦炭(約2000kg/t)，是電爐消耗的焦炭的5-6倍，因而帶入的磷和灰分多，同時由于爐身高，磷揮發少，故產品含磷高。電爐法的主要缺點是電爐爐襯壽命短，由于錳鐵爐渣的流動性好，沖刷力強，而且合金又易與爐襯發生增碳作用，所以爐襯壽命短。因此，找到一種處理低品位錳礦的新方法尤為重要。
微波是頻率在0.3-300GHz范圍內的電磁波。微波加熱的基本原理是：在高頻電磁作用下，介質材料中的極性分子從原來的隨機分布狀態轉向按電場的極性排列取向，取向運動以每秒數十億的頻率不斷變化，從而造成分子劇烈運動與碰撞摩擦，產生熱量，使介質溫度不斷升高。
微波加熱技術應用于冶金工業，具有節能、高效、易于自動控制、保護環境等優點。但微波加熱技術在冶金工業中的應用還不夠成熟，仍處于實驗室或半工業階段，還存在著諸多問題，比如大型微波設備的開發，微波能轉化為熱能的效率，某些物質的介電特性，微波冶金流程設計、過程預測和控制等一些問題有待解決。相信隨著研究的不斷深入，微波加熱技術在冶金工業中的應用會越來越廣泛。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的是提供一種保溫效果好，主元素回收率高，產品含雜質低，生產成本低，能耗低的微波處理低品位錳礦反應器及微波冶煉低品位錳礦的方法。
為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案，一種微波處理低品位錳礦反應器，包括反應器本體，微波發生器，所述的反應器本體周邊鑲嵌有微波源，所述的微波源與所述的微波發生器通過波導管連接，所述的反應器本體的底部設有一用于盛放物料的保溫板。
所述的微波源分別設在反應器本體的左右兩側和反應器本體的頂部，且分別與微波發生器通過波導管連接。
本實用新型采用以上技術方案，具有以下優點，具有選擇性加熱物料，提高錳元素收得率；加熱均勻，避免了傳統加熱方式中存在的冷中心問題；物質的原子和分子發生高速振動，從而為還原反應建立更為有利的環境，進而降低能耗；還原劑碳的還原能力得到增強；提高主元素回收率；同時還具有清潔無污染、生產成本低等優點。
附圖說明
圖1：一種微波處理低品位錳礦反應器的結構示意圖。
圖中：1.反應器本體；2.微波發生器；3.微波源；4.波導管；5.保溫板。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型進行詳細的描述。
實施例1
如圖1所示的一種微波處理低品位錳礦反應器，包括反應器本體1，微波發生器2，所述的反應器本體1周邊鑲嵌有微波源3，所述的微波源3與所述的微波發生器2通過波導管4連接，所述的反應器本體1的底部設有一用于盛放物料的保溫板5，在使用的過程中，首先將物料放入到反應器本體1上的保溫板5上，然后控制微波發生器1工作，微波發生器1通過波導管4控制微波源3工作，對反應器本體1中的物料進行微波冶煉，進一步的為了反應器本體1中微波冶煉時能夠充分的對物料進行冶煉，不會出現死角，因此微波源3分別設在反應器本體1的左右兩側和反應器本體1的頂部，且分別與微波發生器2通過波導管4連接。
實施例2
一種微波冶煉低品位錳礦的方法，按照以下步驟進行：
步驟一.原料準備：將預先準備的原料經過研磨、均勻、壓球、烘干后放入到反應器本體1中的保溫板5上；
步驟二.冶煉階段：打開微波發生器2，控制微波爐的功率在3KW,冶煉時間在40min；對步驟一中準備的原料進行冶煉；
步驟三.渣鐵分離，完成冶煉
所述步驟一種的原料準備包括以下步驟：
a.研磨：將錳礦、鐵精礦、蘭炭和螢石分別放到球磨機中進行研磨，研磨成錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉；研磨后的錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉的目數為90；
b.混勻：將步驟a中研磨成的錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉按照重量份數配比為120：120：37:13加入到混勻機中進行攪拌混勻；
c.壓球：用壓球機將步驟b中混勻機中混勻的錳礦粉、鐵精粉、蘭炭粉、螢石粉壓制成球，壓制的球為長40×寬30×厚15mm的橢圓形；壓球機的壓力為16MPa；
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干，烘干箱的烘干溫度為110℃，保溫2h；
e.冶煉：將通過步驟d中烘干的球放入到微波爐中熔煉6h，熔煉溫度為1200℃，熔煉物質互溶，形成錳鐵合金。
在本實施例的步驟e中，當冶煉的溫度達到1200℃時，錳的氧化物和還原劑碳反應，生成錳的碳化物，由于錳和鐵在液態或固態均可完全互溶，形成錳鐵合金。
在本實施例中的錳礦石、鐵精礦、蘭碳和螢石的化學組分如下所示：
錳鐵合金的生產工藝主要是利用還原劑碳在高溫下分別將錳礦中的氧化錳還原成錳、鐵精礦中的氧化鐵還原成鐵，由于錳和鐵在液態或固態均可完全互溶，進而得到錳鐵合金。其反應原理為：
MnO2+2C＝Mn+2CO (1)
Fe2O3+3C＝2Fe+3CO (2)
其中，用碳還原錳礦時，其中有些被還原出來的Mn和Fe組成二元碳化物(Mn·Fe)3C，從而改善MnO2的還原條件，有利于錳鐵的生產。
冶煉錳鐵合金時，鐵雖然不是有害雜質，但其含量不宜過高，因為鐵較錳優先還原，所以配料時要注意錳鐵比的大小，因此本實施例選用本實施例中錳礦粉、鐵精粉重量份數配比為120：120，。
錳礦中的CaO、Al2O3、MgO，在冶煉錳鐵的溫度下，金屬不被還原出來，這些氧化物幾乎全部進入爐渣中。配料時，要求爐料中有適量的CaO和MgO，以保證冶煉過程中爐渣具有一定的堿度。
螢石的作用是增加渣的流動性，使渣鐵易于分離。
本實用新型采用微波冶煉技術，在加熱的過程中，只能夠吸波的物質才能被快速加熱，實現選擇性加熱，同時采用的微波冶煉技術，錳元素回收率達到75％；同時微波加熱使物料本身成為發熱體，這樣能夠使物料在加熱過程中做到受熱均勻，避免了傳統加熱方式中存在的冷中心問題；微波是一種高頻電磁波，微波對處于微波場下的物料發生作用，組成物料的原子和分子在電場作用下被電離而極化，形成極化分子，物料內的極化分子隨著微波電磁場的交替變化，發生高頻振蕩，由于是利用微波加熱物料，幾乎不會產生污染，節約了成本。
實施例3
一種微波冶煉低品位錳礦的方法，按照以下步驟進行：
步驟一.原料準備：將預先準備的原料經過研磨、均勻、壓球、烘干后放入到反應器本體1中的保溫板5上；
步驟二.冶煉階段：打開微波發生器2，控制微波爐的功率在6KW,冶煉時間在30min；對步驟一中準備的原料進行冶煉；
步驟三.渣鐵分離，完成冶煉
所述步驟一種的原料準備包括以下步驟：
a.研磨：將錳礦、鐵精礦、蘭炭和螢石分別放到球磨機中進行研磨，研磨成錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉；研磨后的錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉的目數為100；
b.混勻：將步驟a中研磨成的錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉按照重量份數配比為120：113：40:15加入到混勻機中進行攪拌混勻；
c.壓球：用壓球機將步驟b中混勻機中混勻的錳礦粉、鐵精粉、蘭炭粉、螢石粉壓制成球，壓制的球為長40×寬30×厚15mm的橢圓形；壓球機的壓力為13MPa
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干，烘干箱的烘干溫度為110℃，保溫1.5h；
e.冶煉：將通過步驟d中烘干的球放入到微波爐中熔煉6h，熔煉溫度為1200℃，熔煉物質互溶，形成錳鐵合金。
在本實施例的步驟e中，當冶煉的溫度達到1200℃時，錳的氧化物和還原劑碳反應，生成錳的碳化物，由于錳和鐵在液態或固態均可完全互溶，形成錳鐵合金.
本實施例中錳元素回收率達到73％，相對于常規的冶煉錳元素的回收率提高了150％。
實施例4
一種微波冶煉低品位錳礦的方法，按照以下步驟進行：
步驟一.原料準備：將預先準備的原料經過研磨、均勻、壓球、烘干后放入到反應器本體1中的保溫板5上；
步驟二.冶煉階段：打開微波發生器2，控制微波爐的功率在9KW,冶煉時間在20min；對步驟一中準備的原料進行冶煉；
步驟三.渣鐵分離，完成冶煉
所述步驟一種的原料準備包括以下步驟：
a.研磨：將錳礦、鐵精礦、蘭炭和螢石分別放到球磨機中進行研磨，研磨成錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉；研磨后的錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉的目數為110；
b.混勻：將步驟a中研磨成的錳礦粉、鐵精粉、蘭碳粉和螢石粉按照重量份數配比為120～115：35:10加入到混勻機中進行攪拌混勻；
c.壓球：用壓球機將步驟b中混勻機中混勻的錳礦粉、鐵精粉、蘭炭粉、螢石粉壓制成球，壓制的球為長40×寬30×厚15mm的橢圓形；壓球機的壓力為15MPa
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干，烘干箱的烘干溫度為110℃，保溫2.5h；
e.冶煉：將通過步驟d中烘干的球放入到微波爐中熔煉6h，熔煉溫度為1250℃，熔煉物質互溶，形成錳鐵合金。
在本實施例的步驟e中，當冶煉的溫度達到1200℃時，錳的氧化物和還原劑碳反應，生成錳的碳化物，由于錳和鐵在液態或固態均可完全互溶，形成錳鐵合金。
本實施例中錳元素回收率達到65％，相對于常規的冶煉錳元素的回收率提高了140％。
通過上述實施例可以看出，實施例1、2、3中的錳元素的回收率最低都是65％，遠高于常規的冶煉方法，具有回收率高的優點。
以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。