一種低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于資源綜合利用和鉬鐵制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用鉬工業(yè)廢渣低 溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉬是鋼鐵工業(yè)重要合金元素之一，世界鉬的總消費量的80%用于鋼鐵工業(yè)合金添 加劑。鋼種加入鉬可以提高鋼的強度和韌性（特別是高溫性能），改善鋼件的淬透性和淬硬 性。鉬添進鋼鐵時，通常以鉬鐵、氧化鉬塊、鉬酸銨等形式添加，尤以鉬鐵形式最為常見。目 前國內(nèi)外鉬鐵的鉬含量都在55%~75%之間，國內(nèi)主流的鉬鐵產(chǎn)品鉬含量都在60%左右， 這些鉬鐵的制備都采用鋁熱法制備。
[0003] 傳統(tǒng)鋁熱法制備鉬鐵冶煉溫度超過2000°C，熱量主要通過金屬熱還原過程放出， 所用還原劑主要有還鋁粉和硅鐵，但這兩種還原劑價格較高。同時在鉬鐵冶煉配方輔料中 添加硝石和氟化鈣，這在冶煉過程中會產(chǎn)生氮氧化物和氟化物氣體污染。采用這種傳統(tǒng)的 配方進行鋁熱法制備鉬鐵時，主要存在以下缺點：1)反應溫度高，普遍在2000°c以上，且反 應過程溫度難以控制；2)反應用到的硝石或螢石會在制備過程中產(chǎn)生氮氧化物或氟化物， 造成污染。
[0004] 對于鉬鐵產(chǎn)品來說，它的熔點主要受鉬含量的影響，鉬含量越高，鉬鐵的熔點也會 越高，含鉬60%的鉬鐵其熔點為1800°C。當鉬含量低于50%時，鉬鐵的熔點也會大為降低， 相應的制備條件也會改變，可以采用低溫鉬鐵冶煉技術(shù)去制備鉬鐵，同時也會消除產(chǎn)生廢 氣污染的輔料。低品位的鉬鐵在鋼廠使用不會有任何問題，因為除鉬之外的元素主要為鐵。 因此研宄低溫鉬鐵冶煉新技術(shù)，消除污染，降低能耗是非常有意義的一項工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種低溫冶煉鉬鐵回收鉬 的方法，通過低溫冶煉工藝，應用感應爐加熱，還原劑采用價格相對鋁粉和硅鐵較低的碳 粉，冶煉溫度在1400 °C~1600 °C，輔料不再使用產(chǎn)生污染性氣體的硝石和氟化鈣，制備出 了適合鋼鐵工業(yè)使用的鉬鐵。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟一、將銨浸渣、鉬酸銨、氧化鉬粉、氧化鐵粉、鐵粉和還原劑加入圓筒混料機中 混合均勻，得到混合物料；
[0009] 步驟二、將所得混合物料放進用碳質(zhì)做的爐襯感應爐內(nèi)冶煉，開始升溫加熱，在溫 度為1400°C~1600°C的條件下，自反應形成熔煉渣和鉬鐵，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得 到鉬鐵。
[0010] 所述還原劑為碳粉。
[0011] 所述步驟一中，按質(zhì)量分數(shù)計，混合物料中，氨浸渣22. 3%，鉬酸銨17. 2%，氧化 鉬粉23. O %，氧化鐵粉20. 3 %，鐵粉14. 2 %，還原劑3 %。
[0012] 所述步驟一中，按質(zhì)量分數(shù)計，混合物粉體中，氨浸渣17. 3 %，鉬酸銨18. 5 %，氧 化鉬粉21. 0 %，氧化鐵粉19. 0 %，鐵粉18 %，還原劑6. 2 %。
[0013] 所述步驟一中，混合物料中氧化鐵粉和鐵粉的重量百分比之和不小于27. 9%，銨 浸渣和鉬酸銨中鉬的質(zhì)量含量為10%~20%。
[0014] 所述步驟一中，鐵粉的質(zhì)量純度不低于98%，所述氧化鐵粉的質(zhì)量純度不低于 98 %，所述步驟二中，所得鉬鐵中的鉬的質(zhì)量純度不低于50 %。
[0015] 所述步驟一中，氧化鉬粉為三氧化鉬粉和二氧化鉬粉中的一種或兩種。
[0016] 所述步驟二中，按質(zhì)量分數(shù)計，所得的鉬鐵成分為：鉬50. 60%、碳1.36%、硫 0· 328%、磷 0· 052%、硅 0· 67%、鐵 46. 99%。
[0017] 所述步驟二中，自反應時間不少于8分鐘。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 1、本發(fā)明采用碳粉作為還原劑，由混合物粉體與還原劑混合后在不高于1600°C的 溫度條件下焙燒制成，且制備過程中無氮氧化物、氟化物等污染物產(chǎn)生。
[0020] 2、本發(fā)明的原料配方適應性強，與傳統(tǒng)制備鉬鐵采用的鋁熱法相比，本發(fā)明原料 配方的質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)具有良好原料適應性，氧化鉬粉的用量控制在混合物粉體質(zhì)量的 21. 0%~42. 9%，配比范圍較大，且可選用三氧化鉬粉和/或二氧化鉬粉。
[0021] 3、本發(fā)明鉬鐵制備方法的反應溫度相對較低，且采用碳粉作為還原劑價格相對較 低，采用鉬酸銨和工業(yè)廢渣作為助熔劑，碳粉與助熔劑能夠發(fā)揮協(xié)同作用促使反應溫度的 降低，這主要是因為首先通過分析鉬鐵碳相圖表明溫度相對較低時（小于1600°C )碳粉的 加入可以促成混合物粉體反應生成鉬鐵合金，另外，鉬酸銨和工業(yè)廢渣中含有一些低熔點 的化合物可作為引發(fā)劑引發(fā)還原反應的發(fā)生。
[0022] 4、本發(fā)明的原料中不含有硝石和螢石，制備鉬鐵的反應過程中不會產(chǎn)生氮氧化物 或氟化物，與傳統(tǒng)方法相比反應過程相對清潔，環(huán)境友好。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0024] 實施例1
[0025] 本實施例的鉬鐵由混合物粉體和還原劑制成，混合物粉體由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化鉬粉21. 0%、鐵粉33. 2%、氨浸渣22. 3%、鉬酸銨23. 5%，還原劑為碳粉， 碳粉的用量為混合物粉體質(zhì)量的3%，氨浸渣中鉬的質(zhì)量含量為15%;鐵粉的質(zhì)量純度不低 于98%，氧化鐵粉的質(zhì)量純度不低于98% ;氧化鉬粉為三氧化鉬粉。
[0026] 本實施例制備鉬鐵的方法為：將混合物粉體與還原劑混合均勻后置于感應爐中， 在溫度為1400°C的條件下得到產(chǎn)物，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得到鉬鐵和渣。
[0027] 本實施例制備的鉬鐵：鉬50. 550 %、碳1. 360 %、硫0. 319 %、磷0. 052 %、硅 0· 410%、鐵 47. 309%。
[0028] 實施例2
[0029] 本實施例的鉬鐵由混合物粉體和還原劑制成，混合物粉體由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化鉬粉42. 9%，氧化鐵粉50. 3%，鉬酸銨3. 6%，氨浸渣3. 2% ;還原劑為碳 粉，碳粉的用量為混合物粉體質(zhì)量的20%，氨浸渣中鉬的質(zhì)量含量為15%;鐵粉的質(zhì)量純度 不低于98%，氧化鐵粉的質(zhì)量純度不低于98% ;氧化鉬粉為二氧化鉬粉。
[0030] 本實施例制備鉬鐵的方法為：將混合物粉體與還原劑混合均勻后置于感應爐中， 在溫度為1600°c的條件下得到產(chǎn)物，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得到鉬鐵和渣。
[0031] 本實施例制備的鉬鐵：鉬49. 590 %、碳0. 430 %、硫0. 327 %、磷0. 048 %、硅 0· 415%、鐵 49. 190%。
[0032] 實施例3
[0033] 本實施例的鉬鐵由混合物粉體和還原劑制成，混合物粉體由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化鉬粉29. 60 %，氧化鐵粉17. 7 %，鐵粉15. 30 %，鉬酸銨14. 80 %，氨浸渣 16. 60%，碳粉6.0%，本實施例制備鉬鐵的方法為：將混合物粉體與還原劑混合均勻后置 于感應爐中，在溫度為1500°C的條件下，得到產(chǎn)物，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得到鉬鐵和 渣。
[0034] 本實施例制備的鉬鐵：鉬51. 150 %、碳1. 302 %、硫0. 638 %、磷0. 020 %、硅 0· 770%、鐵 46. 120%。
[0035] 實施例4
[0036] 本實施例的鉬鐵由混合物粉體和還原劑制成，混合物粉體由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化鉬粉27. 13%，氧化鐵粉14. 21%，鐵粉22. 42%，鉬酸銨13. 23%，氨浸渣 15. 66%，碳粉7. 35%，工業(yè)廢渣中鉬的質(zhì)量含量為8. 0% ;鐵粉的質(zhì)量純度不低于98%，氧 化鐵粉的質(zhì)量純度不低于98% ;氧化鉬粉由質(zhì)量百分比為1:9的三氧化鉬粉和二氧化鉬粉 混合而成。
[0037] 本實施例制備鉬鐵的方法為：將混合物粉體與還原劑混合均勻后置于感應爐中， 在溫度為150(TC的條件得到產(chǎn)物，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得到鉬鐵和渣。
[0038] 本實施例制備的鉬鐵：鉬51. 200 %、碳0. 306 %、硫0. 364 %、磷0. 020 %、硅 0· 600%、鐵 47. 510%。
[0039] 本發(fā)明實施例1~實施例4制備的鉬鐵的成分測定結(jié)果如表1所示。
[0040] 表 1
[0042] 本發(fā)明中，鉬酸銨和氨浸渣是生產(chǎn)別的產(chǎn)品產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其成分如下表所示，所 示的成分是對鉬酸銨和氨浸渣化學分析后的鉬等元素的含量，而鉬業(yè)公司把這兩種副產(chǎn)品 都沒用，它們中鉬的成分含量高，本發(fā)明的目的是把其中的鉬利用。
[0043] 鉬酸銨、氨浸渣主要元素含量（質(zhì)量百分比）
[0045] 以上僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù) 實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、將銨浸渣、鉬酸銨、氧化鉬粉、氧化鐵粉、鐵粉和還原劑加入圓筒混料機中混合 均勻，得到混合物料； 步驟二、將所得混合物料放進用碳質(zhì)做的爐襯感應爐內(nèi)冶煉，開始升溫加熱，在溫度為 1400°C~1600°C的條件下，自反應形成熔煉渣和鉬鐵，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得到鉬 鐵。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述還原劑為碳粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟一 中，按質(zhì)量分數(shù)計，混合物料中，氨浸渣22. 3 %，鉬酸銨17. 2 %，氧化鉬粉23. 0 %，氧化鐵粉 20. 3%，鐵粉14. 2%，還原劑3%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟一中， 按質(zhì)量分數(shù)計，混合物粉體中，氨浸渣17. 3%，鉬酸銨18. 5 %，氧化鉬粉21. 0 %，氧化鐵粉 19. 0%，鐵粉18%，還原劑6. 2%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟一中， 混合物料中氧化鐵粉和鐵粉的重量百分比之和不小于27. 9%，銨浸渣和鉬酸銨中鉬的質(zhì)量 含量為10%~20%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟一中，鐵粉 的質(zhì)量純度不低于98%，所述氧化鐵粉的質(zhì)量純度不低于98%，所述步驟二中，所得鉬鐵 中的鉬的質(zhì)量純度不低于50%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟一中，氧化 鉬粉為三氧化鉬粉和二氧化鉬粉中的一種或兩種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟二中， 按質(zhì)量分數(shù)計，所得的鉬鐵成分為：鉬50. 600%、碳1.360%、硫0.328%、磷0.052%、硅 0? 670%、鐵 46. 990%。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，其特征在于，所述步驟二中，自反 應時間不少于8分鐘。
【專利摘要】一種低溫冶煉鉬鐵回收鉬的方法，將銨浸渣、鉬酸銨、氧化鉬粉、氧化鐵粉、鐵粉和還原劑加入圓筒混料機中混合均勻，得到混合物料；將所得混合物料放進用碳質(zhì)做的爐襯感應爐內(nèi)冶煉，開始升溫加熱，在溫度為1400℃～1600℃的條件下，自反應形成熔煉渣和鉬鐵，然后對產(chǎn)物進行渣鐵分離，得到鉬鐵，本發(fā)明通過低溫冶煉工藝，應用感應爐加熱，還原劑采用價格相對鋁粉和硅鐵較低的碳粉，冶煉溫度在1400℃～1600℃，輔料不再使用產(chǎn)生污染性氣體的硝石和氟化鈣，制備出了適合鋼鐵工業(yè)使用的鉬鐵。
【IPC分類】C22B34/34, C22B5/06
【公開號】CN104946891
【申請?zhí)枴緾N201510427240
【發(fā)明人】楊雙平, 王苗, 孫院軍, 董潔, 劉東新, 王磊, 池延斌, 魯路, 王超
【申請人】西安建筑科技大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月20日