一種粉末冶金用還原鐵粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種粉末冶金用還原鐵粉的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵粉是消耗量最大的粉末冶金原料之一。由于鐵粉總產(chǎn)量的70%~80%用于粉 末冶金，因此鐵粉的生產(chǎn)狀況與規(guī)模，鐵粉的品種、質(zhì)量及成本，對(duì)粉末冶金工業(yè)的發(fā)展都 有重要影響。
[0003] 還原鐵粉的制備是利用氣體或固體燃料作為還原劑，將鐵礦精礦粉、低碳沸騰軋 鋼鐵鱗等高純鐵氧化物在固體狀態(tài)下還原成一種金屬化程度相當(dāng)高的鐵產(chǎn)品的工藝過程， 還原鐵粉的全鐵含量超過98. 5%以上。國外80~90%的還原鐵粉都是以超純鐵精礦粉為 原料進(jìn)行生產(chǎn)的，而我國生產(chǎn)鐵粉的主要原料95%是以軋鋼廠沸騰鋼為主的低碳鐵鱗，但 用于還原鐵粉的鐵鱗資源卻越來越少。因此我國還原鐵粉的生產(chǎn)只有另劈新路。
[0004] 國內(nèi)20世紀(jì)80年代中期以來，對(duì)山西左權(quán)、本溪南分的鐵精礦粉進(jìn)彳丁了尚純鐵精 礦粉生產(chǎn)還原鐵粉的初期試驗(yàn)研宄，取得了較好的成果，但在鐵精礦提純方面，由于工藝技 術(shù)不完善，導(dǎo)致還原鐵粉雜質(zhì)含量高，難以達(dá)到TFe品位>71. 5 %的要求，大大阻礙了鐵粉 在用途上的拓寬。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010613426. 6的專利提出了一種采用超純鐵精礦直接還原制取粉 末冶金用還原鐵粉的方法。這種方法的產(chǎn)品具有純度高、含碳量低、壓制性好等優(yōu)勢(shì)，但是 工藝對(duì)原料超純鐵精礦的純度要求很高，因此，此技術(shù)受原料限制很大，很難大規(guī)模普及。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010501580. 4的專利提出的技術(shù)方案為酸再生鐵粉、鐵鱗和焦粉 按一定配比混勻壓制成型后，在密封坩堝中1300°C條件下保溫8h，冷卻后得到海綿鐵。此 發(fā)明采用酸再生鐵粉代替部分鐵鱗得到了海綿鐵粉，節(jié)約了成本，但是也存在鐵金屬化率 低，TFe含量低于98. 5%，酸再生鐵粉不具有普遍性等問題。
[0007] 綜上所述，隨著軋鋼鐵鱗資源的減少，用軋鋼鐵鱗為原料制備優(yōu)質(zhì)還原鐵粉存在 原料短缺問題。由于我國鐵礦資源存在貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，很難得到超純鐵精礦，從而導(dǎo)致以 超純鐵精礦為原料制備還原鐵粉同樣存在原料品位低，難以超純化等問題。因此，找到一種 流程短、工藝簡(jiǎn)單、對(duì)原料適應(yīng)廣泛的優(yōu)質(zhì)鐵粉制備工藝具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有以鐵鱗和高純鐵精礦制備粉末冶金用還原鐵粉原料成本高、能耗 高等問題，提供一種原料來源廣泛、能耗低、工藝條件簡(jiǎn)單的粉末冶金用還原鐵粉制備方 法，為粉末冶金用還原鐵粉的制備提供了一條有效的途徑。
[0009] 本發(fā)明的粉末冶金用還原鐵粉的制備方法是以多種廉價(jià)含鐵物料為原料，經(jīng)過直 接還原得到一次還原鐵粉，然后高溫氧化脫碳，酸洗除雜、鈍化干燥后的到粉末冶金用還原 鐵粉。
[0010] 本發(fā)明的一種粉末冶金用還原鐵粉的制備方法包括以下步驟：
[0011] (1)將含金屬鐵原料經(jīng)過粉碎后依次進(jìn)行磨礦和磁選，得到一次除雜鐵粉；
[0012] (2)將步驟⑴得到的一次除雜鐵粉在惰性氣氛或弱氧化氣氛中進(jìn)行脫碳焙燒， 得到脫碳焙燒產(chǎn)物；
[0013] (3)將步驟⑵得到的脫碳焙燒產(chǎn)物進(jìn)行磨礦和重選后得到脫碳鐵粉；
[0014] (4)將步驟（3)得到的脫碳鐵粉進(jìn)行酸洗除雜，得到酸洗鐵粉；
[0015] (5)將步驟（4)得到的酸洗鐵粉洗滌至中性，然后依次進(jìn)行過濾、干燥、篩分和合 批，得到最終鐵粉。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，步驟（1)所述含金屬鐵原料為低品位鐵粉、鋼渣或者由 含氧化鐵原料進(jìn)行還原焙燒后的產(chǎn)物。所述含金屬鐵原料的金屬鐵含量?jī)?yōu)選10~98wt %， 磷含量不大于〇. 3wt%;其中，當(dāng)金屬鐵含量在70~98wt%之間時(shí)，可以省去步驟（1)直接 從步驟（2)開始制備，即將含金屬鐵原料直接在惰性氣氛或弱氧化氣氛中進(jìn)行脫碳焙燒， 并進(jìn)一步依次進(jìn)行步驟（3)_(5)的處理獲得高品位的鐵粉。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，滿足上述條件的含氧鐵原料包括鐵精礦或含氧化鐵 廢澄。例如，鐵精礦可以是磁鐵礦精礦、f凡欽磁鐵礦精礦、赤鐵礦精礦、棚鐵礦精礦、菱鐵礦 精礦和酸再生鐵精礦等中的一種或幾種；含氧化鐵廢渣可以是瓦斯泥、鋼鐵煙塵和硫酸燒 渣等中的一種或幾種。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，所述將含氧鐵原料進(jìn)行還原焙燒步驟中的還原焙 燒包括氣基還原或煤基還原等，只要可以把氧化鐵還原成金屬鐵均可，還原溫度可以在 1000°C到1300°C之間。鐵的還原度越高越好，還原度應(yīng)不低于60%。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟（1)所述的磨礦和磁選為濕式磨礦和濕式磁選，磁 場(chǎng)強(qiáng)度優(yōu)選為60~300mT。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（2)所述的惰性氣氛為氮?dú)?；所述弱氧化氣?為氮?dú)?，與二氧化碳、水蒸氣和氧氣三種含氧氣體中的一種或幾種混合后的混合氣體。其 中，使用弱氧化氣氛時(shí)，氮?dú)馑俭w積比例不小于75 %。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（2)所述的脫碳焙燒溫度為850~1KKTC ;脫 碳焙燒時(shí)間〇. 5~4h。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（4)所述酸洗的酸洗溶液的pH在0. 5~5之間， 無H2S氣體溢出時(shí)（無臭雞蛋氣味）為酸洗終點(diǎn)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（4)所述的酸洗過程采用的酸洗溶液包括鹽 酸、硫酸和硝酸溶液中的一種或幾種。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（5)所述的過濾為快速過濾，所述的干燥為低 溫真空干燥。
[0025] 本發(fā)明提出了一種粉末冶金用還原鐵粉的制備方法，與現(xiàn)有的以鐵鱗和高純鐵精 礦為原料的工藝相比，具有明顯的優(yōu)越性：
[0026] (1)與傳統(tǒng)工藝以鐵鱗和超純鐵精礦為原料相比，本發(fā)明以含金屬鐵的物料為原 料，原料來源廣泛、價(jià)格低廉。
[0027] (2)本發(fā)明采用濕式選礦除雜，降低對(duì)物料還原度的要求，可以采用能耗低的還原 設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高能耗隧道窯。
[0028] (3)本發(fā)明選用非氫氣還原脫碳，酸洗除雜，產(chǎn)品的雜質(zhì)含量更低。
[0029] (4)與傳統(tǒng)工藝磷含量必須小于0. 03%相比，本發(fā)明對(duì)磷含量超標(biāo)的原料也有一 定的適應(yīng)性。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本說明書中公開得任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的 替代特征加以替換。除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或者類似特征中的一個(gè)例子 而已。所述僅僅是為了幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)該視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 原料為遼寧含硼磁鐵礦精礦，其TFe含量為53. 01%、P含量為0. 04%，將鐵精礦 與20 %煤混合在一起，在馬弗爐中1000°C的溫度下保溫5h后冷