專(zhuān)利名稱(chēng)：以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎢鐵生產(chǎn)工藝，尤指一種以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料通過(guò)取鐵法生產(chǎn)鎢鐵的工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)鎢鐵生產(chǎn)自二十世紀(jì)五十年代引進(jìn)原蘇聯(lián)電熱爐取鐵法工藝以來(lái)，一直都只能用國(guó)標(biāo)一級(jí)一類(lèi)的黑鎢精礦作原料。隨著我國(guó)占總比例30％以下的黑鎢資源日漸枯竭，而占70％以上的白鎢資源尚未得到充分利用，如何充分有效利用多數(shù)的白鎢資源，是鎢工業(yè)探索發(fā)展的必由之路。白鎢礦在濕法冶煉酸分解工藝中，近年已經(jīng)得到部分應(yīng)用，但在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染過(guò)大。而白鎢礦用于火法冶煉生產(chǎn)鎢鐵，有關(guān)鎢鐵生產(chǎn)單位曾進(jìn)行過(guò)研究；試用白鎢礦作原料，采用取鐵法生產(chǎn)鎢鐵，尚無(wú)成功之例；而用積塊法和爐外法鎢，也只能采用小量的，特別好的白鎢精礦與黑鎢精礦混合使用，且上述各種利用白鎢礦生產(chǎn)鎢鐵的方法中，鎢的回收率低，產(chǎn)品含雜質(zhì)高，各種能耗大，產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能廣泛擴(kuò)大鎢資源利用率，能顯著降低選礦成本和冶煉生產(chǎn)成本的以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵，它包括爐料組批、電爐預(yù)熱、投料精煉、挖取鎢鐵、貧化爐渣、倒渣放電極、再至投料精煉循環(huán)生產(chǎn)步驟，其特點(diǎn)是爐料組批中用70-80％(重量)的白鎢礦、20-30％的含鎢廢料加鐵礦石混合成含WO350-66％、FeO10-18％的鎢原料；投料精煉中鎢原料的投入量為一生產(chǎn)周期應(yīng)加入的上述鎢原料的30-50％，爐內(nèi)渣面至鎢鐵合金層保持30-60cm，精煉時(shí)溫度為3000-5500℃，精煉時(shí)間為120-150分鐘；在挖取鎢鐵與貧化爐渣步驟之間，于爐內(nèi)投入一生產(chǎn)周期應(yīng)加入的上述鎢原料的50-70％。
所述挖取鎢鐵與貧化爐渣步驟之間，于爐內(nèi)投入鎢次礦。
所述鎢原料中含有S≤0.9％、P≤0.05％、Cu≤0.12％、As≤0.15％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明在傳統(tǒng)工藝設(shè)備的基礎(chǔ)上，仿照黑鎢精礦有益元素成分，通過(guò)將入爐原料采用白鎢礦和含鎢廢料與鐵礦石摻和混合，配成“人造黑鎢礦”進(jìn)行冶煉，鎢的回收率為96.5％以上，不低于傳統(tǒng)工藝，且工藝流程短，生產(chǎn)易于掌握，不僅能廣泛利用鎢資源，而且顯著降低選礦成本和生產(chǎn)成本，有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；精煉挖取鎢鐵前，投入本生產(chǎn)周期部分鎢原料，控制渣面深度，使電極電弧有效接近鎢鐵合金層，能縮短精煉時(shí)間，降低電能消耗，又能節(jié)約挖取鎢鐵勺子的用量；在挖取鎢鐵后加入鎢次礦和剩余鎢原料，再加入焦碳硅鐵經(jīng)貧化后，可使大量的雜質(zhì)元素于循環(huán)生產(chǎn)挖取鎢鐵前隨渣排出，達(dá)到最佳的除雜效果；同時(shí)利用白鎢礦中的鈣與鎢原料中的磷互為作用生成的磷酸鈣的熔點(diǎn)低于鎢鐵合金的熔點(diǎn)，使最難處理的磷雜質(zhì)以磷酸鈣液態(tài)的形式隨渣液排出。
本發(fā)明的工藝過(guò)程和反應(yīng)原理如下
本發(fā)明是在常規(guī)電熱爐取鐵法以黑鎢精礦為原料生產(chǎn)鎢鐵的基礎(chǔ)之上，改以白鎢礦和含鎢廢料及鐵礦石為原料。常用電弧爐容量一般為1500KAV-3600KAV。本發(fā)明中所述的下述工藝過(guò)程中所用電弧爐容量為3600KAV，8小時(shí)為一生產(chǎn)周期，入爐總鎢原料為10噸。
1、爐料組批將70-80％的白鎢礦，包括精礦和非標(biāo)準(zhǔn)礦、20-30％的含鎢廢料，包括廢碳化鎢和廢合金以及其他含鎢廢料，與鐵礦石機(jī)械混合成WO350-66％、FeO10-18％、P≤0.05％、Cu≤0.12％、As≤0.15％、S≤0.9％，而其他雜質(zhì)元素含量不限的鎢原料，包裝成50公斤一袋。
2、電爐預(yù)熱為了避免因爐溫低，鎢原料分解不全難成合金，在投入鎢原料之前要進(jìn)行電爐預(yù)熱，提高爐體本身溫度，考慮到爐體加溫后爐襯會(huì)產(chǎn)生膨脹，在升溫過(guò)程中，前期要采用間歇送電，電壓170-190伏，電流從2000-3000安開(kāi)始逐次遞增高至8000安，后期連續(xù)送電，電壓150-170伏，電流從8500安遞增至全負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)要觀察爐底外殼溫度，當(dāng)爐體底部外殼達(dá)到80℃時(shí)，方可進(jìn)入投鎢原料工序。
電爐預(yù)熱是在停爐后，第一次點(diǎn)火時(shí)的工序。進(jìn)入正常循環(huán)生產(chǎn)階段，在貧化倒渣后直接投料精煉，不需要進(jìn)行電爐預(yù)熱。
3、投料精煉當(dāng)電爐預(yù)熱溫度達(dá)標(biāo)或貧化倒渣后，開(kāi)始用190伏電壓送電，電流由小至大，在穩(wěn)定中逐漸增至額定全負(fù)荷。為了便于送電，首先可加200-400公斤冷爐料，待電流穩(wěn)定后，電極露弧時(shí)，每次投進(jìn)鎢原料不能超過(guò)250Kg，投料以少量多次為原則，結(jié)合把小量的鋼屑及含鐵物伴隨均衡地加入爐內(nèi)。精煉期加料不宜過(guò)快，每次加料都要把爐內(nèi)的渣面燒開(kāi)，有時(shí)發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)渣液沸騰，這是爐內(nèi)冷硬物熔溶所至，要等翻動(dòng)渣液回落后再加料。本階段投入的鎢原料為3-5噸；同時(shí)控制適量的渣面深度，渣面至鎢鐵合金層以30-60cm為宜。
加料完畢后，電極露弧時(shí)，要改換150-170伏的電壓，以額定全負(fù)荷送電進(jìn)行精煉。精煉可以除掉合金中硅、錳、硫、砷、磷等有害雜質(zhì)，使鎢鐵合金質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，精煉時(shí)要用適量的瀝青焦碳蓋住電弧，保持電極半露弧狀態(tài)進(jìn)入挖取鎢鐵工序，其中瀝青焦碳量為瀝青焦碳總加入量的30％，而瀝青焦碳總加入量為每100公斤鎢原料加5-7公斤瀝青焦碳。
4、挖取鎢鐵在精煉時(shí)間達(dá)到120分鐘以上，爐內(nèi)渣面波動(dòng)沸騰的狀態(tài)下，試挖，觀察鎢鐵合金，首先浸在水中冒綠色火焰，再者表面呈波紋狀，背面帶麻點(diǎn)，斷面鋼灰色，斷面組織柱狀結(jié)晶，斷口平整。則表示鎢鐵合格，可進(jìn)行挖取。否則要繼續(xù)精煉，及時(shí)調(diào)整爐況。在挖鐵進(jìn)入正常后可適當(dāng)降低電流20-30％，按本生產(chǎn)周期所投鎢原料1.5比1挖取鎢鐵。將所挖取的鎢鐵送至精整車(chē)間打磨拋光，根據(jù)客戶(hù)的要求破碎至符合規(guī)定的顆狀。全面分析合格后包裝出廠。
5、投入次礦為了發(fā)揮最佳除雜效果，擴(kuò)大用鎢原料范圍，可往爐內(nèi)加入鎢次礦，及本生產(chǎn)周期應(yīng)加入鎢原料的剩余部分即5-7噸，同時(shí)將此過(guò)程中和投料精煉過(guò)程中收集的鎢原料粉塵，經(jīng)去除砷、銅、磷后再投入爐內(nèi)?？赏ㄟ^(guò)貧化把含的雜質(zhì)隨渣排出，以減小雜質(zhì)進(jìn)入下次挖取鎢鐵的含量。
6、貧化爐渣所謂貧化是指爐內(nèi)的爐料，鎢與渣得到很大程度上的分離，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定渣中WO3含量應(yīng)小于0.5％。鎢原料中除了可以利用元素鎢與鐵之外，還存在不同等份的硅、鈣、錳、氧和其他雜質(zhì)，在高溫的作用下，根據(jù)它們不同的熔點(diǎn)，不同的密度，在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生升降沉浮而形成鎢與渣分離。為了加快分離速度，提高分離效果，在此期間內(nèi)交替加入適量的瀝青焦碳，硅鐵助其還原反應(yīng)(1)(2)(3)(4)(5)(6)當(dāng)爐溫達(dá)到3000度時(shí)，二氧化硅，硅酸鈣，氧化鈣，磷酸鈣等雜質(zhì)全部以液態(tài)形式存在爐內(nèi)，鎢與鐵形成合金以高比重而下沉至爐底，在爐內(nèi)形成了分析層。取樣冷卻觀察，當(dāng)渣表面帶有光澤，呈現(xiàn)黃褐色、綠色或白色，光照透明為達(dá)到貧化要求。
其中硅鐵的加入量為每100公斤鎢原料加8-10公斤硅鐵；瀝青焦碳的加入量為瀝青焦碳總加入量的70％。
7、倒渣放電極爐渣貧化合格時(shí)，傾爐倒渣，上部液態(tài)體傾出爐外，下層鎢鐵合金留在爐底，達(dá)到了鎢與渣分離的目的。傾爐倒渣后，下放至銅瓦以下1.8至2米長(zhǎng)度的電極，再至投料精煉階段，進(jìn)行循環(huán)生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式1、對(duì)鎢原料的要求傳統(tǒng)工藝用黑鎢精礦與本發(fā)明用白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石，見(jiàn)表1表1 傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明對(duì)鎢原料的要求(單位％) 由此可知，本發(fā)明用鎢原料的品位低，雜質(zhì)元素范圍寬，不僅能廣泛利用鎢資源，而且顯著降低選礦成本和生產(chǎn)成本，有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2、傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明實(shí)施例所選取的鎢原料含量如下，見(jiàn)表2
表2 本發(fā)明所選取的鎢原料含量(單位％) 3、用傳統(tǒng)工藝的原料與本發(fā)明以上述原料生產(chǎn)的產(chǎn)品含量比較，見(jiàn)表3表3 傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明生產(chǎn)產(chǎn)品含量對(duì)比(單位％) 本發(fā)明工藝生產(chǎn)鎢鐵，鎢的綜合回收率為96.5％，比傳統(tǒng)工藝約高0.5％。
權(quán)利要求
1.以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵，它包括爐料組批、電爐預(yù)熱、投料精煉、挖取鎢鐵、貧化爐渣、倒渣放電極、再至投料精煉循環(huán)生產(chǎn)步驟，其特征在于爐料組批中用重量比70-80％的白鎢礦、20-30％的含鎢廢料加鐵礦石混合成含WO350-66％、FeO10-18％的鎢原料；投料精煉中鎢原料的投入量為一生產(chǎn)周期應(yīng)加入的上述鎢原料的30-50％，爐內(nèi)渣面至鎢鐵合金層保持30-60cm，精煉時(shí)溫度為3000-5500℃，精煉時(shí)間為120-150分鐘；在挖取鎢鐵與貧化爐渣步驟之間，于爐內(nèi)投入一生產(chǎn)周期應(yīng)加入的上述鎢原料的50-70％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵，其特征在于所述挖取鎢鐵與貧化爐渣步驟之間，于爐內(nèi)投入鎢次礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵，其特征在于所述鎢原料中含有S≤0.9％、P≤0.05％、Cu≤0.12％、As≤0.15％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以白鎢礦及含鎢廢料和鐵礦石為原料的取鐵法生產(chǎn)鎢鐵，它經(jīng)爐料組批、電爐預(yù)熱、投料精煉、挖取鎢鐵、貧化爐渣、倒渣放電極、再至投料精煉循環(huán)生產(chǎn)，其采用70－80％的白鎢礦、20－30％的含鎢廢料加鐵礦石混合成含WO
文檔編號(hào)C22B4/06GK1710120SQ200510031780
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者陽(yáng)云徠, 胡玉貴 申請(qǐng)人:陽(yáng)云徠, 胡玉貴