專利名稱：用還原磨選法制取微合金鐵粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從復(fù)雜釩鈦鐵精礦中或鈦、鐵物料制取微合金鐵粉的方法。
通常是利用高純鐵精礦或軋鋼鐵鱗為原料與合金粉末混合加工而制取合金鐵粉的(見“JP1253301”，1986年)。迄今為止，從復(fù)雜低品位鐵精礦(例如由釩鐵磁鐵礦礦石經(jīng)機(jī)械分選而獲得)中制取鐵粉的方法很少例如蘇聯(lián)曾在釩鈦磁鐵礦精礦中添加15%氯化鈉，在1050℃條件下進(jìn)行直接還原，然后磨細(xì)、磁選，制得含鐵98%以上的鐵粉和TiO275%以上的富鈦料(見“Титан и его Сплавы，Металлургия и Химия Титана，1961，СГР.64-74，Анссср Москва，”)。
上述的第二種方法是用氯化鈉作添加劑，其用量大，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，研制中未涉及鐵粉的物理工藝性能(如顆粒形狀與壓制性能等)，未研究破碎磨礦方法對(duì)鐵粉物理工藝性能的影響及解決問題的途徑，未考察如何利用微量合金元素提高鐵粉性能的方法及條件，更未涉及與工業(yè)化有關(guān)的工藝參數(shù)。上述的第一種方法是人工合成法，其生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案是利用低品位復(fù)雜釩鈦鐵精礦(或鈦、鐵物料)與還原劑及添加劑混合、壓塊、直接還原、粉碎、重磁選、脫水干燥及退火等工藝。具體步驟分述如下
一、混料、壓塊、直接還原。復(fù)雜鐵礦石(如釩鈦鐵礦石)經(jīng)過選礦獲得的低品位鐵精礦或經(jīng)過提釩的鐵精礦，由于其中的有用礦物與無用礦物構(gòu)成復(fù)合礦物，用長規(guī)的機(jī)械分選法無法進(jìn)一步分離。為此，借助固體還原劑(如石油焦或焦炭或煤)，在特定的還原制度下，使上述鐵精礦中的氧化鐵組份充分還原為金屬鐵，并借助鈉鹽添加劑的作用，使金屬鐵晶粒長大到可以機(jī)械分選的程度。上述鐵精礦與添加劑(鈉鹽)和還原劑(碎焦或煤)的重量比為100∶3～10∶10～20進(jìn)行機(jī)械混合并壓塊機(jī)壓制成塊料，送至隧道窯進(jìn)行直接還原。還原溫度為1150～1220℃，時(shí)間為3～13小時(shí)。添加劑可以為碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉或三者配用。
二、粉碎、磨礦。為保證獲得具有良好顆粒形狀和粒度組成的鐵粉產(chǎn)品，本工序采用改進(jìn)型萬能粉碎機(jī)對(duì)上述還原料進(jìn)行破碎，破碎粒度為2～0.3mm，然后再用長徑比大、介質(zhì)尺寸小的改進(jìn)型磨機(jī)進(jìn)行磨礦，磨礦粒度為-200目占50～70%三、重磁分選。經(jīng)上述選擇性破碎和階段磨細(xì)的物料用重選法進(jìn)行分選，獲得鐵粉精礦，其尾礦經(jīng)弱磁選機(jī)掃選得中礦和富釩(鈦)料，后兩種產(chǎn)品可再處理綜合回收釩鈦。
四、后續(xù)加工及低溫退火。由磨選工序得到的鐵粉經(jīng)脫水過濾之后，進(jìn)行快速干燥，得到干物料。這些物料按要求需進(jìn)行低溫退火處理，才能供作粉末冶金制品的原料。本工序用退火爐作為退火裝置。退火條件為溫度為700～900℃;保溫時(shí)間為2～4小時(shí)，H2(或分解氨)作為還原介質(zhì)。
本發(fā)明的工藝流程如附圖
所示。附圖符號(hào)表示為1-混料、直接還原;2-破碎、篩分;3，5-磨礦;4，5-重選;7-脫水、干燥;8-退火;9-破碎、篩分;10-弱磁選;
利用上述工藝，對(duì)某礦選廠產(chǎn)出的未經(jīng)預(yù)先提釩或經(jīng)提釩的低品位復(fù)雜鐵精礦進(jìn)行了試驗(yàn)。
其試樣各自的物料組成分別為A樣含全Fe 51.5%、SiO24.94%、Al2O35.13%、CaO 1.42%、MgO 3.54%、MnO 0.33%、TiO212.18% V2O50.53%、S 0.56%;B樣含全Fe 53.54%、SiO22.05%、Al2O33.60%、MgO 2.87%、CaO 0.64%、S 0.10%、TiO212.46%、V2O50.055%;上述A、B兩種礦樣均含有少量的Ni、Cr、Co、Cu等。
該工藝各工序典型試驗(yàn)條件為混料與直接還原機(jī)械混料，機(jī)械壓塊，機(jī)械裝卸;還原溫度1150～1180℃;時(shí)間為4小時(shí);碎礦破碎至-2mm;磨礦第一段磨礦粒度為-200目占65%;第二段磨礦粒度為-200目占55%;重選階段磨礦、階段選別;磁選對(duì)重選尾礦進(jìn)行掃選;退火用H2作還原介質(zhì)，溫度為800℃，時(shí)間為2.5小時(shí)。
采用本發(fā)明的工藝流程，在上述試驗(yàn)條件下，針對(duì)A、B礦樣而言，可以獲得含鐵＞98.5%、TiO20.05～0.15%、V 0.026%、Co 0.044%、Ni 0.024%、Cu 0.017%、Mn 0.015%和Cr 0.008%等的微合金鐵粉(該鐵粉的壓制性達(dá)到6.85/[厘米]3與人工合成法相比，具有方法簡單、容易操作、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低，投資省、上馬快、勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)。該工藝可在釩、鐵鈦比變化很大且礦物成份復(fù)雜的礦石范圍內(nèi)應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.從復(fù)雜鐵精礦中制取微合金鐵粉的工藝是涉及一種還原磨選法從含有釩、鈦、鎳、鉻、鈷、錳等多種少量合金元素的低品位復(fù)雜含鈦、鐵礦中制取微合金鐵粉的方法。其特征在于將低品位復(fù)雜釩鈦鐵精礦或含鈦、鐵物料經(jīng)與還原劑和添加劑混合、壓塊、直接還原、粉碎、然后采用階段磨選進(jìn)行鐵與鈦(釩)的分離，鐵粉脫水干燥、退火的獲最終產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，從低品位復(fù)雜鐵精礦制取微合金鐵粉的工藝，其特征在于上述釩鈦鐵精礦或含鈦、鐵物料與固體還原劑和鈉鹽添加劑(鈉鹽可用硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉或三者配用)。按重量比100∶3～10∶10～20混合、壓塊、機(jī)械裝入隧道窯直接還原。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從復(fù)雜鐵精礦制取微合金鐵粉的工藝，其特征在于直接還原的條件為溫度1150～1220℃;時(shí)間3～13小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從復(fù)雜鐵精礦制取微合金鐵粉的工藝，其特征在于還原料塊用改進(jìn)型萬能粉碎機(jī)碎至2～0.3mm，然后用長徑比大、介質(zhì)尺寸小的改進(jìn)型磨機(jī)濕式磨至-200目占40～70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從復(fù)雜鐵精礦制取微合金鐵粉的工藝，其特征在于以重選為主要方法，對(duì)還原料進(jìn)行階段磨選，然后用弱磁選機(jī)進(jìn)行掃選，獲得鐵粉和富鈦(釩)料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從復(fù)雜鐵精礦制取微合金鐵粉的工藝，其特征在于對(duì)階段磨選得到的鐵粉采用簡易的脫水裝置脫水后用專門的干燥設(shè)備快速干燥，然后將干物料進(jìn)行退火、粉碎和篩分而獲得成品鐵粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的從復(fù)雜鐵精礦制取微合金鐵粉的工藝，其特征在于退火工序用退火爐為退火裝置，用H2(或分解氨)作還原介質(zhì);溫度為700～900℃;時(shí)間為2～4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有釩、鈦、鎳、鉻、鈷、錳等少量合金元素的低品位釩鈦磁鐵礦精礦中制取微合金鐵粉的方法。其特征在于利用低品位釩鈦鐵精礦或含鈦、鐵物料與還原劑和添加劑混合、壓塊、直接還原、粉碎、重磁選、脫水干燥及退火等工藝，獲得微合金鐵粉和富鈦(釩)料。與已有的制微合金鐵粉法相比，本工藝流程簡單、操作容易且生產(chǎn)成本低，可得性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)微合金鐵粉。
文檔編號(hào)B22F9/18GK1065226SQ9110665
公開日1992年10月14日 申請(qǐng)日期1991年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月23日
發(fā)明者梁經(jīng)冬, 邱良邦, 朱俊仕 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部長沙礦冶研究院