CN101524761B - 一种制取钴矿物原料粉末的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制取钴矿物原料粉末的方法,称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内,升温至1500-1700℃熔融后,浇入到温度在700-1000℃的中间漏包,采用喷嘴孔径在1.5-2.0mm之间的环孔喷嘴对中间漏包底部漏嘴漏出的金属液流进行环状V型高压强力剪切,雾化介质为水或气体,雾化压力为10-25MPa,环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成5-50°夹角,漏包底部漏嘴漏出的金属液流在高能介质流的强剪切力作用下,被击碎成细小的金属液滴,在喷射介质流的强冷却下,迅速冷凝成粉末,达到粉碎钴基合金或钴矿物原料的目的。采用本发明制得的钴基合金矿物原料粉末细小,与机械破碎方法相比能耗低、效率高、成本低、噪音等环境污染小等优点。

Description

一种制取钴矿物原料粉末的方法
技术领域
本发明涉及一种制取钴矿物原料粉末的方法,具体说是一种用水雾化方法制取钴矿物原料粉末的方法,特别适用于破碎钴矿物原料或钴基合金制取钴矿物原料粉末或钴基合金粉末。
背景技术
钴是一种重要的战略金属,钴及其合金广泛应用于电子、机械、化工、航空和航天等领域。主要用于生产磁性合金,热强合金,硬质合金,耐蚀合金,电池材料等。自然界不存在单质金属钴矿,常与镍、铜、锌等金属矿伴生。钴矿物的赋存状态复杂,矿石品位低,提取工艺复杂,回收率低。一般先用火法将含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富集或转化为可溶物,然后用湿法使钴进一步富集和提纯,最后得到钴化合物或金属钴粉。目前,火法得到的产物进入湿法冶炼时,或者不作任何处理,直接进入酸浸工序进行湿法冶炼提纯,此法的缺点是酸浸泡时间长、效率低,环境污染大;或者采用机械球磨将火化产物破碎,这种方法虽可以缩短湿法冶炼工期,但由于火法产物延性大,使破碎装置能耗大、破碎效率低、噪音污染严重、成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗小、破碎效率高、噪音污染低、成本低的制取钴矿物原料粉末的方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供的制取钴矿物原料粉末的方法,按成分设计原理进行原料配比,称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内,升温至1500-1700℃熔融,原料熔融后,浇入到温度在700-1000℃的中间漏包,采用喷嘴孔径在1.5-2.0mm之间的环孔喷嘴对中间漏包底部漏嘴漏出的金属液流进行环状V型高压强力剪切,雾化介质为水或气体,雾化压力为10-25MPa,环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成5-50°夹角,得到粒度80-320目的粉末。
所述的钴矿物原料指含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿或铜钴铁合金。
所述的熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉或电阻加热炉。
所述的添加剂指改善熔体流动性能的抗氧化剂、脱氧剂、造渣剂和除渣剂。
采用上述技术方案的制取钴矿物原料粉末的方法,以高能喷射介质流击碎金属液流制取金属粉末的方法。将钴基矿物原料熔融后,浇入具有一定温度的中间漏包,漏包底部漏嘴漏出的金属液流在高能水流的强剪切力作用下,被击碎成分散细小的金属液滴,在喷射水流的强冷却下,迅速冷凝成粉末,达到粉碎钴基合金或钴矿物原料的目的。金属液流流经高压水交点时,在环状V型高压水作用下,破碎成细金属液滴,金属液滴在高压水作用下迅速冷却成金属粉末,水既是金属液流破碎的能量源,又是金属液滴冷凝的冷却介质。雾化介质也可以是气体。
与现有技术(酸浸泡法或机械破碎法)比较,本发明提供的方法具有下述优点:
1.采用水雾化法破碎钴基矿物原料,得到的粉末粒度更细小,为80-320目,其中-200目的占80%以上,。
2.除去了原料中的非金属料渣,提高了钴基合金纯度,降低了后续处理成本。
3.设备结构简单,操作方便。
4.无噪音,无酸挥发引起的环境污染。
5.生产效率高,能源消耗低,生产成本低。
综上所述,本发明是一种能耗小、破碎效率高、噪音污染低、成本低的制取钴矿物原料粉末的方法。
附图说明
图1是本发明采用的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
按成分设计原理进行原料配比,称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内,熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉或电阻加热炉,升温至1500-1700℃熔融,原料熔融后,浇入到温度在700-1000℃的中间漏包,采用喷嘴孔径在1.5-2.0mm之间的环孔喷嘴对中间漏包底部漏嘴漏出的金属液流进行环状V型高压强力剪切,雾化介质为水或气体,雾化压力为10-25MPa,环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成5-50°夹角,得到粒度80-320目的粉末。钴矿物原料指含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿或铜钴铁合金。添加剂指改善熔体流动性能的抗氧化剂、脱氧剂、造渣剂和除渣剂。
参见图1,雾化筒9内设有雾化室10,在雾化筒9上方通过支撑块11设有漏包3,支撑块11用以支撑漏包3及平衡漏包3,漏包3由壳体12、设在壳体12中的坩埚15、设在坩埚15的外壁的中频无芯感应加热炉2和保温材料13组成,坩埚15的底部设有与雾化室10对应的圆柱型漏嘴14,圆柱型漏嘴14目的在于保证金属液流的流动性能,确保金属液流的稳定性和连续性,圆柱型漏嘴14由特种耐火材料制成,中频无芯感应熔炼炉1或电阻炉设在熔体倾倒机构8上且与漏包3对应,倾倒熔体采用机械传动固定方式或不固定方式,雾化设备由高压水雾化器7、高压水泵6及连接管线、过滤器5和蓄水池4组成,高压水雾化器7的环孔喷嘴孔径在1.5-2.0mm之间,高压水雾化器7的环孔喷嘴喷射出的水流与圆柱型漏嘴14漏出的金属液流形成5-50°夹角,雾化压力为10-25MPa。
参见图1,采用本实用新型装置用高压水雾化粉碎钴基合金或钴矿物原料生产过程为:将按比例配制好的钴基合金或钴矿物原料及添加剂,投入中频无芯感应熔炼炉1内,开启中频电源加热,炉料接近熔融状态时,开启中频无芯感应加热炉2开始对坩埚15加热,炉料完全熔化时,加入造渣剂、脱氧剂等,充分熔融后,清除浮于熔体表面的炉渣。金属熔体和坩埚15达到规定温度时,启动雾化设备供水系统,水从蓄水池4经过滤器5进入高压水泵6,得到高压水后,通过高压水管进入高压水雾化器7,得到具有高冲击能量的环状V形水流。调节水压到10-50MPa,使环孔喷嘴喷射出的水流与金属液流形成5-50°夹角,水压稳定后,启动熔体倾倒机构8,倾动中频无芯感应熔炼炉1,缓慢、平稳、连续地向漏包3内浇注金属熔体,熔体从漏包3的坩埚15底部的圆柱型漏嘴14流出,形成柱状金属液流,经高压水雾化器7,在环状V形聚焦的高能水冲击下,熔体被击碎成细小的金属液滴,在水的强冷却作用下形成细矿物原料粉末或金属粉末。
实施例1:
称取钴基合金矿物原料200Kg,连同适量的抗氧化剂、造渣剂及改善熔体流动性能的添加剂等一起加入中频无芯感应炉熔炼炉中进行熔炼。熔炼参数为:中频加热温度1500℃,频率1200Hz,加热功率150KW;中间漏包加热温度700,频率2500Hz,加热功率10KW;雾化压力25MPa。将所得粉末进行100目、200目过筛;通过100目的比率为94.61%,通过200目的比率为87.47%。
实施例2:
称取钴基合金矿物原料400Kg,连同适量的抗氧化剂、造渣剂及改善熔体流动性能的添加剂等一起加入中频无芯感应熔炼炉中进行熔炼。熔炼参数为:中频加热温度1700℃,频率1200Hz,加热功率250KW;中间漏包加热温度1000℃,频率2500Hz,加热功率10KW;雾化压力10MPa。对所得粉末经100目、200目过筛;100目的过筛率为92.36%,200目的过筛率为83.42%。

Claims (4)

1.一种制取钴矿物原料粉末的方法,其特征在于:按成分设计原理进行原料配比,称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内,升温至1500-1700℃熔融,原料熔融后,浇入到温度在700-1000℃的中间漏包,采用喷嘴孔径在1.5-2.0mm之间的环孔喷嘴,对中间漏包底部漏嘴漏出的金属液流进行环状V型高压强力剪切,雾化介质为水或气体,雾化压力为10-25MPa,环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成5-50°夹角,得到粒度80-320目的粉末。
2.根据权利要求1所述的制取钴矿物原料粉末的方法,其特征在于:所述的钴矿物原料指含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿或铜钴铁合金。
3.根据权利要求1或2所述的制取钴矿物原料粉末的方法,其特征在于:所述的熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉或电阻加热炉。
4.根据权利要求1或2所述的制取钴矿物原料粉末的方法,其特征在于:所述的添加剂指改善熔体流动性能的抗氧化剂、脱氧剂、造渣剂和除渣剂。
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