CN102794455B - 一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法 - Google Patents

一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102794455B
CN102794455B CN201210324900.2A CN201210324900A CN102794455B CN 102794455 B CN102794455 B CN 102794455B CN 201210324900 A CN201210324900 A CN 201210324900A CN 102794455 B CN102794455 B CN 102794455B
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
coal
iron powder
charcoal
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210324900.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102794455A (zh
Inventor
朱红波
叶乾旭
彭金辉
张利波
代林晴
陈建
普靖忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201210324900.2A priority Critical patent/CN102794455B/zh
Publication of CN102794455A publication Critical patent/CN102794455A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102794455B publication Critical patent/CN102794455B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

本发明提供一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法，属于微波冶金和粉末冶金技术领域。通过将含铁原料、木炭、煤、CaCO3类原料粉碎，并进行分层布料：底层为煤和CaCO3类原料的混合物，中层为木炭和含铁原料的混合物，上层为煤，再将布好的物料置于微波反应器内加热至1000～1200℃，保温5～60min；再将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得一次还原铁粉。该方法使制备高质量一次还原铁粉的工艺更为合理，其独特的布料方式和微波快速加热有效地结合，既保证了一次还原铁粉的质量，又大大的缩短了保温时间，降低了耗能，提高了生产效率，该方法能用于快速生产优质一次还原铁粉。

Description

一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法
技术领域
本发明属于微波冶金和粉末冶金技术领域，涉及一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法。
背景技术
粉末冶金技术是近100年才被发明，直到半个世纪前，其还处于萌芽阶段。二战时，粉末冶金的主导产品是青铜和自润滑轴承。铁粉也在这个时期问世，成为粉末冶金不断发展的标志性原料。
铁粉种类由雾化铁粉（Hametag工艺）发展到电解铁粉（Husqvarna公司），再到还原铁粉。1945年，首次对一次还原铁粉进行磁选分离和二次氢还原，使一次还原铁粉的压缩性由最初的6.0g/cm3增加到6.3g/cm3，随着退火工艺的增加和超纯精矿粉和高质量铁鳞的使用，使最好的二次还原铁粉的致密度与当时的一级水雾化铁粉相当。
不同种类的铁粉的生产工艺，最大的区别是二次还原铁粉的前驱体（即一次铁粉）的制备工艺。一次铁粉的原料有超纯铁精矿粉、铁鳞粉末或铁水，前者在反应罐内与煤粉以环状的方式布料，再经传统加热进行还原得到一次铁粉，后者通过水或气雾化的方式得到一次铁粉。
单纯的外配碳（如环状布料法），其带入杂质少，能保证一次还原铁粉的洁净度，但主要依靠间接还原，反应速度太慢，制备周期长，通常在50～90h（隧道窑，重油加热）；单纯的内配碳（如生产直接还原铁的工艺），反应速度快，生产周期短，通常在5～6h（竖炉，含碳球团），但带入杂质多，铁品位不高，给磁选和二次还原带来难度。
传统加热主要靠传导传热、辐射传热和传质传热进行，热量传递较慢，在吸热反应剧烈时，热量不能及时获得补给，限制反应的快速进行，进而使生产周期较长，并出现夹生的情形。
发明内容
由于现有工艺料层结构的缺陷和传统加热的局限引起的生产周期长和产品中出现夹生的现象，本发明的目的是提供一种内外配炭结合、微波加热制备优质一次还原铁粉的方法，实现料层结构更为合理、加热方式更为有效，能缩短生产周期、杜绝产品夹生、降低能耗、达到清洁生产的目标。
本发明通过以下技术方案来实现：一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法，经过下列各步骤：
（1）原料准备：将含铁原料、木炭、煤、CaCO3类原料粉碎至150～200目；
（2）布料：将步骤（1）所备物料进行分层布料：底层为煤和CaCO3类原料的混合物，该层煤的取量为含铁原料质量的5～12%，CaCO3类原料与该层煤的质量比为7︰10；中层为木炭和含铁原料的混合物，木炭的取量为含铁原料质量的11～17%；上层为煤，该层煤的取量为中层混合物质量的1～2%；
（3）加热：将步骤（2）布好的物料置于微波反应器内加热至1000～1200℃，保温5～60min，通过直接还原与间接还原相结合，对含铁原料进行还原；
（4）产物处理：将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得优质的一次还原铁粉。
所述CaCO3类原料为轻烧白云石。
所述含铁原料为粉状铁精矿或铁鳞，其TFe（全铁）≥71%。
所述木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%。
所述煤中的固定碳≥70%、灰分≤20%。
本发明以粉状优质铁精矿或铁鳞为含铁原料(TFe≥71%)，以木炭（固定碳≥78%，灰分≤0.5%）和煤（固定碳≥70%，灰分≤20%）为还原剂，是以中层物料进行的直接还原为主，保证含铁物料大部分被快速还原和中层料中还原剂被耗尽。中层与底层的界面上，有一定程度的直接还原反应，对铁原料进行还原（产物中的CO向上排出的过程也继续对上部原料补充还原）。底部的轻烧白云石在加热过程中分解出CO2，该气体引发底层物料发生布多尔反应，生成一定量的CO，扩散到中上层物料对其中的铁氧化物进行还原。由此保证还原反应高效、完全进行。由于铁精矿和铁鳞对微波都具有很好的吸波性，微波能快速从内部加热含碳原料，因此可使生产周期大大缩短，并可杜绝冷中心现象。
本发明具备的优点和效果：该方法使制备高质量一次还原铁粉的工艺更为合理，其独特的布料方式（三层）和微波快速加热有效地结合，既保证了一次还原铁粉的质量（磁选后TFe（全铁）=97.5～98.8%，ηFe（金属化率）＞94%，其化学成分可达HY100·23牌号铁粉一等品标准），又大大的缩短了保温时间，降低了耗能，提高了生产效率，该方法能用于快速生产优质一次还原铁粉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）原料准备：将含铁原料、木炭、煤、CaCO3类原料粉碎至150目；其中，含铁原料为粉状铁鳞，其TFe（全铁）≥71%；
（2）布料：将步骤（1）所备物料进行分层布料：铁鳞为87.5g；底层为煤和CaCO3类原料的混合物，该层煤的取量为9.38g，为含铁原料质量的10.72%，CaCO3类原料与该层煤的质量比为7︰10，为6.56g；中层为木炭和含铁原料的混合物，木炭的取量为12.5g，为含铁原料质量的14.29%；上层为煤，该层煤的取量为1g，为中层混合物质量的1%；
（3）加热：将步骤（2）布好的物料置于微波反应器内加热至1100℃，保温40min，通过直接还原与间接还原相结合，对含铁原料进行还原；
（4）产物处理：将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得优质的一次还原铁粉，其TFe=98.84%，ηFe=98.92%。
实施例2
（1）原料准备：将含铁原料、木炭、煤、轻烧白云石粉碎至180目；其中，含铁原料为粉状铁精矿，其TFe（全铁）≥71%；木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%；煤中的固定碳≥70%、灰分≤20%；
（2）布料：将步骤（1）所备物料进行分层布料：铁精矿为85g；底层为煤和轻烧白云石的混合物，该层煤的取量为6.25g，为含铁原料质量的7.4%，轻烧白云石与该层煤的质量比为7︰10，为4.38g；中层为木炭和含铁原料的混合物，木炭的取量为14.45g，为含铁原料质量的17%；上层为煤，该层煤的取量为1.2g，为中层混合物质量的1.2%；
（3）加热：将步骤（2）布好的物料置于微波反应器内加热至1150℃，保温20min，通过直接还原与间接还原相结合，对含铁原料进行还原；
（4）产物处理：将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得优质的一次还原铁粉，其TFe=97.53%，ηFe=94.05%。
实施例3
（1）原料准备：将含铁原料、木炭、煤、轻烧白云石粉碎至200目；
（2）布料：将步骤（1）所备物料进行分层布料：含铁原料为83.3g；底层为煤和轻烧白云石的混合物，该层煤的取量为4.17g，为含铁原料质量的5%，轻烧白云石与该层煤的质量比为7︰10，为2.92g；中层为木炭和含铁原料的混合物，木炭的取量为9.16g，为含铁原料质量的11%；上层为煤，该层煤的取量为1.85g，为中层混合物质量的2%；
（3）加热：将步骤（2）布好的物料置于微波反应器内加热至1000℃，保温60min，通过直接还原与间接还原相结合，对含铁原料进行还原；
（4）产物处理：将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得优质的一次还原铁粉，其TFe=98.11%，ηFe=96.42%。
实施例4
（1）原料准备：将含铁原料、木炭、煤、CaCO3类原料粉碎至150～200目；其中，含铁原料为粉状铁鳞，其TFe（全铁）≥71%；木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%；煤中的固定碳≥70%、灰分≤20%；
（2）布料：将步骤（1）所备物料进行分层布料：铁鳞为85g，底层为煤和CaCO3类原料的混合物，该层煤的取量为10.2g，为含铁原料质量的12%，CaCO3类原料与该层煤的质量比为7︰10，为7.14g；中层为木炭和含铁原料的混合物，木炭的取量为12.75g，为含铁原料质量的15%；上层为煤，该层煤的取量为1.5g，为中层混合物质量的1.5%；
（3）加热：将步骤（2）布好的物料置于微波反应器内加热至1200℃，保温5min，通过直接还原与间接还原相结合，对含铁原料进行还原；
（4）产物处理：将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得优质的一次还原铁粉，其TFe=98.16%，ηFe=96.35%。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）将含铁原料、木炭、煤、CaCO3类原料粉碎至150～200目，其中CaCO3类原料为轻烧白云石，含铁原料为粉状铁精矿或铁鳞，其TFe≥71%，木炭中的固定碳≥78%、灰分≤0.5%，煤中的固定碳≥70%、灰分≤20%；
（2）将步骤（1）所备物料进行分层布料：底层为煤和CaCO3类原料的混合物，该层煤的取量为含铁原料质量的5～12%，CaCO3类原料与该层煤的质量比为7︰10；中层为木炭和含铁原料的混合物，木炭的取量为含铁原料质量的11～17%；上层为煤，该层煤的取量为中层混合物质量的1～2%；
（3）将步骤（2）布好的物料置于微波反应器内加热至1000～1200℃，保温5～60min；
（4）将还原后的炉料进行冷却，粉碎，筛分，湿式磁选，干燥即得一次还原铁粉。
CN201210324900.2A 2012-09-05 2012-09-05 一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法 Expired - Fee Related CN102794455B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210324900.2A CN102794455B (zh) 2012-09-05 2012-09-05 一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210324900.2A CN102794455B (zh) 2012-09-05 2012-09-05 一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102794455A CN102794455A (zh) 2012-11-28
CN102794455B true CN102794455B (zh) 2014-10-01

Family

ID=47193897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210324900.2A Expired - Fee Related CN102794455B (zh) 2012-09-05 2012-09-05 一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102794455B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103962568B (zh) * 2014-04-15 2016-06-22 昆明理工大学 一种微波加热制备还原铬粉的方法
CN105087902B (zh) * 2015-08-04 2017-11-07 江苏省冶金设计院有限公司 球团矿的冶金方法
CN107812952B (zh) * 2017-09-29 2021-02-26 武汉钢铁有限公司 一种制备金属粉末的方法
CN109706313B (zh) * 2019-01-10 2020-06-23 鞍钢股份有限公司 一种改善微波预热烧结混合料水分流失的方法
CN113333740A (zh) * 2021-06-17 2021-09-03 德钜（厦门）特种合金制品有限公司 大功率商用车水泵轮毂的粉末冶金配方及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3295673B2 (ja) * 1993-03-26 2002-06-24 同和鉄粉工業株式会社 マイクロ波利用の鉄粉製造法
WO2004067784A1 (ja) * 2003-01-31 2004-08-12 Jfe Steel Corporation 海綿鉄および還元鉄粉の製造方法、海綿鉄、および装入装置
CN1676252A (zh) * 2005-04-25 2005-10-05 昆明理工大学 微波辐射钒钛铁精矿制取天然微合金铁粉的方法
CN101538628A (zh) * 2009-05-06 2009-09-23 毛黎生 红土镍矿在隧道窑中直接还原含镍粒铁的方法
CN101575671A (zh) * 2009-06-24 2009-11-11 中冶长天国际工程有限责任公司 球团矿的预热方法、制备方法和装置
CN101643836A (zh) * 2009-06-26 2010-02-10 中冶长天国际工程有限责任公司 一种硫酸渣球团矿的预热方法
CN101649391A (zh) * 2009-06-26 2010-02-17 中冶长天国际工程有限责任公司 一种生球团及球团矿制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3295673B2 (ja) * 1993-03-26 2002-06-24 同和鉄粉工業株式会社 マイクロ波利用の鉄粉製造法
WO2004067784A1 (ja) * 2003-01-31 2004-08-12 Jfe Steel Corporation 海綿鉄および還元鉄粉の製造方法、海綿鉄、および装入装置
CN1676252A (zh) * 2005-04-25 2005-10-05 昆明理工大学 微波辐射钒钛铁精矿制取天然微合金铁粉的方法
CN101538628A (zh) * 2009-05-06 2009-09-23 毛黎生 红土镍矿在隧道窑中直接还原含镍粒铁的方法
CN101575671A (zh) * 2009-06-24 2009-11-11 中冶长天国际工程有限责任公司 球团矿的预热方法、制备方法和装置
CN101643836A (zh) * 2009-06-26 2010-02-10 中冶长天国际工程有限责任公司 一种硫酸渣球团矿的预热方法
CN101649391A (zh) * 2009-06-26 2010-02-17 中冶长天国际工程有限责任公司 一种生球团及球团矿制备方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐承焱等.铁矿直接还原工艺及理论的研究现状及进展.《矿产保护与利用》.2010,(第04期),48-54.
汪云华等.钒钛磁铁矿制备还原铁粉的碳还原过程的实验研究.《南方金属》.2005,(第05期),23-24,27.
汪云华等.钒钛铁精矿制取还原铁粉工艺及改进途径探讨.《金属矿山》.2006,(第01期),94-97.
钒钛磁铁矿制备还原铁粉的碳还原过程的实验研究;汪云华等;《南方金属》;20051030(第05期);23-24,27 *
钒钛铁精矿制取还原铁粉工艺及改进途径探讨;汪云华等;《金属矿山》;20060115(第01期);94-97 *
铁矿直接还原工艺及理论的研究现状及进展;徐承焱等;《矿产保护与利用》;20100825(第04期);48-54 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102794455A (zh) 2012-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102794455B (zh) 一种内外配炭相结合、微波加热制备一次还原铁粉的方法
WO2018094886A1 (zh) 一种煤基竖炉直接还原工艺
CN103014323B (zh) 高品位钒钛铁精矿的烧结方法
CN102417976B (zh) 一种由全赤铁精矿制备氧化球团矿的方法
CN107779536B (zh) 一种直接还原铁生产方法及装置
CN101892382B (zh) 从不锈钢粉尘中提取高含镍、铬和铁的方法
CN103215443A (zh) 高配矿比褐铁矿烧结工艺
CN105668568B (zh) 生产电石的系统及其方法
CN103290159A (zh) 一种微波加热生产直接还原铁粉的方法
CN105087907B (zh) 一种铬铁粉矿烧结工艺
CN102242255A (zh) 高钛型钒钛磁铁精矿配加褐铁矿的烧结方法
CN102758084A (zh) 高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法
CN102417975A (zh) 一种制备赤铁精矿球团的复合添加剂及其应用
CN102978320A (zh) 一种微波加热还原含碳铁矿粉制备直接还原铁的方法
CN104313229B (zh) 用竖炉直接还原高磷矿生产高磷铁的方法
CN103789537B (zh) 利用铁鳞降低球团生产能耗的方法
CN102936648B (zh) 利用微波窑、独立容器和钛铁矿压块来生产富钛料的方法
WO2023044840A1 (zh) 一种低能耗钾钙镁磷肥的生产方法
CN102839250B (zh) 一种在微波加热生产还原铁粉过程中同时收集优质煤气的方法
CN102605175A (zh) 一种用工业微波窑炉生产氧化锰矿粉的工艺方法
CN102943142A (zh) 生产富钛料用的固态还原钛铁矿压块及其制备方法和应用
CN102828021A (zh) 一种磷铁矿微波耦合脱磷方法
CN108706586A (zh) 一种采用半焦和生石灰压制复合块料的方法
CN109182735A (zh) 高结晶水褐铁矿烧结方法
CN109457075A (zh) 一种采用辅助还原的煤基直接还原工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141001

Termination date: 20200905