CN102899480A - 一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法 - Google Patents

一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法，是针对硅酸镍铁矿粉的特性，添加生石灰、水，采用球磨、过筛、模具压制造粒、微波干燥烧结法，对硅酸镍铁矿粉进行处理，使硅酸镍铁矿粉达到熔炼要求，此制备方法工艺流程短，微波加热干燥烧结节能环保，干燥后硅酸镍铁矿粉球团的含水率≤0.5%，颗粒强度达7～10MPa，适合规模化生产，是十分理想的硅酸镍铁镍矿粉球团的制备方法。

Description

一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法
技术领域
本发明涉及一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法，属有色金属镍铁矿粉干燥烧结制球的技术领域。 
背景技术
镍是一种有色金属材料，主要用于不锈钢的合金添加剂；由于不锈钢产业的快速发展,对金属镍的需求不断增加，由于硫化镍矿资源日益匮乏,镍的主要来源为硅酸镍铁矿粉；硅酸镍铁矿粉储量丰富，是未来镍的主要来源，硅酸镍铁矿粉的选矿、冶炼已成为重要的研究课题。 
利用硅酸镍铁矿粉冶炼镍生铁，使不锈钢的生产原料发生了重大变化，低成本利用硅酸镍铁矿粉，是一项值得推广的技术。 
硅酸镍铁矿粉主要用于电炉或矿热炉冶炼镍铁，电炉、矿热炉对入炉的硅酸镍铁矿粉均有粒度要求，因此，入炉硅酸镍铁矿粉必须经过干燥、烧结造粒处理，才可进行冶炼。 
常用的硅酸镍铁矿粉的烧结造粒方法是采用鼓风法，配燃烧剂烧结，烧结过程能耗高，煤质燃烧剂污染严重，劳动强度大，生产条件恶劣，生产效率和产品质量都存在严重不足。 
发明内容
发明目的
本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用微波加热干燥造粒、模具压粒法，在常温下实现硅酸镍铁矿粉的固结成型，以满足电炉熔炼硅酸镍铁矿粉的要求。
技术方案
本发明使用的化学物质原料为：硅酸镍铁矿粉、生石灰、水，其准备用量如下：以千克、升为计量单位
硅酸镍铁矿粉：(Mg,Fe,Ni)SiO3    0.95 kg±0.05 kg
Ni：1～8%，Fe：45～52%，SiO2：33～40%，MgO：14～21%
生石灰：CaO    0.05kg±0.005kg
CaO：88～94%，SiO2：4～10%，Al2O3：2～8%，
水：H2O  0.2L±0.01L
制备方法如下：
（1）精选化学物质原料，并进行质量纯度控制：
硅酸镍铁矿粉：固态粉体
生石灰粉：固态粉体
水：液态液体，98.5%
（2）球磨、过筛硅酸镍铁矿粉
称取硅酸镍铁矿粉0.95kg±0.05kg，进行球磨，球磨机转数 20～30 r／min，然后用200目筛网过筛，成细粉，细粉颗粒直径≤0.074mm；
（3）球磨、过筛生石灰
称取生石灰0.05kg±0.005kg，加入球磨机内，进行球磨，球磨机转数 20～30 r／min，然后用200目筛网过筛，成细粉，细粉颗粒直径≤0.074mm；
（4）原料混合搅拌
将硅酸镍铁矿粉、生石灰粉按0.95:0.05的比例配置，称取硅酸镍铁矿粉0.95 kg±0.05 kg、生石灰粉0.05kg±0.005kg，然后置于不锈钢容器中混合，并加入水0.2L±0.01L，用搅拌机进行搅拌，搅拌时间30min，呈湿状细粉混合物；
（5）混合细粉造粒
将湿状细粉混合物置于压块机的压球模具内，然后开启压块机，在常温25℃下进行压块，压块机压力25MPa；压块后球团强度5～6 MPa；
压块后成硅酸镍铁矿粉球团；
（6）微波干燥烧结
硅酸镍铁矿粉球团的干燥烧结是在微波加热炉中进行的，是在微波循环加热过程中完成的；
① 将硅酸镍铁矿粉球团置于莫来石容器中，然后置于微波加热炉中，并进行游动循环加热，微波加热温度150℃±5℃，加热时间为5min，恒温保温时间10min，然后停止加热，使硅酸镍铁矿粉球团自然随炉冷却至25℃±2℃；
②微波加热功率为10kW；
③莫来石容器在炉内循环行走速度为1m/min，在微波加热炉加热烧结时间为15min；
④干燥后成硅酸镍铁矿粉球团；
（7）检测、分析、表征
对制备的硅酸镍铁矿粉球团的形貌、色泽、力学性能、化学成分进行检测、分析、表征；
用水分分析仪进行含水量分析；用万能压力测试仪进行冷抗压强度测试；
结论：硅酸镍铁矿粉球团为土黄色粉体颗粒状，含水率≤0.5%；球团强度达7～10MPa；
（8）产物储存
将干燥烧结处理的硅酸镍铁矿粉球团储存于干燥洁净环境，要防水、防潮、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10％。
    有益效果
    本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对硅酸镍铁矿粉的特性，添加生石灰，采用球磨、过筛、模具压球造粒、微波干燥烧结法对硅酸镍铁矿粉进行处理，使硅酸镍铁矿粉达到熔炼要求，此制备方法工艺流程短，微波加热干燥烧结节能环保，干燥后硅酸镍铁矿粉球团的含水率≤0.5%，颗粒强度达7～10MPa，适合规模化生产，是十分理想的硅酸镍铁矿粉球团的制备方法。
附图说明
图1为硅酸镍铁矿粉球团的微波干燥烧结状态图 
图2为硅酸镍铁矿粉球团干燥烧结后形貌图
图中所示，附图标记清单如下：
1、微波加热炉，2、控制台，3、炉盖，4、微波加热器，5、工作台，6、磁性环形道轨，7、莫来石容器小车，8、硅酸镍铁矿粉球团，9、显示屏，10、指示灯，11、电源开关，12、微波控制器，13、加热温度控制器，14、磁性环形道轨控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明： 
    图1所示，为硅酸镍铁矿粉球团的微波干燥烧结状态图，各部位置要正确，按量配比，按序操作。
制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以千克、升为计量单位。
硅酸镍铁矿粉球团的干燥烧结是在微波加热炉内进行的，是在莫来石容器内、在磁性环形道轨上、在均匀加热状态下完成的； 
微波加热炉1为竖式圆筒形，上部为炉盖3，下部为控制台2，外部由微波加热器4环绕；微波加热炉1内底部为工作台5，在工作台5上设置磁性环形道轨6，在磁性环形道轨6上安装置放莫来石容器小车7，在莫来石容器小车7内为硅酸镍铁矿粉球团8；在控制台2上设有显示屏9、指示灯10、电源开关11、微波控制器12、加热温度控制器13、磁性环形道轨控制器14；莫来石容器小车7在磁性环形道轨6上循环转动，并由磁性环形道轨控制器14控制。
    图2所示，为硅酸镍铁矿粉球团干燥烧结后形貌图，图中可知：   硅酸镍铁矿粉球团为土黄色球团粉体颗粒，形状为椭圆球形，表面有少量裂纹。 

Claims (2)

1.一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法，其特征在于：使用的化学物质原料为：硅酸镍铁矿粉、生石灰、水，其准备用量如下：以千克、升为计量单位
硅酸镍铁矿粉：(Mg,Fe,Ni)SiO3    0.95 kg±0.05 kg
Ni：1～8%，Fe：45～52%，SiO2：33～40%，MgO：14～21%
生石灰：CaO    0.05kg±0.005kg
CaO：88～94%，SiO2：4～10%，Al2O3：2～8%，
水：H2O  0.2L±0.01L
制备方法如下：
（1）精选化学物质原料，并进行质量纯度控制：
硅酸镍铁矿粉：固态粉体
生石灰粉：固态粉体
水：液态液体，98.5%
（2）球磨、过筛硅酸镍铁矿粉
称取硅酸镍铁矿粉0.95kg±0.05kg，进行球磨，球磨机转数 20～30 r／min，然后用200目筛网过筛，成细粉，细粉颗粒直径≤0.074mm；
（3）球磨、过筛生石灰
称取生石灰0.05kg±0.005kg，加入球磨机内，进行球磨，球磨机转数 20～30 r／min，然后用200目筛网过筛，成细粉，细粉颗粒直径≤0.074mm；
（4）原料混合搅拌
将硅酸镍铁矿粉、生石灰粉按0.95:0.05的比例配置，称取硅酸镍铁矿粉0.95 kg±0.05 kg、生石灰粉0.05kg±0.005kg，然后置于不锈钢容器中混合，并加入水0.2L±0.01L，用搅拌机进行搅拌，搅拌时间30min，呈湿状细粉混合物；
（5）混合细粉造粒
将湿状细粉混合物置于压块机的压球模具内，然后开启压块机，在常温25℃下进行压块，压块机压力25MPa；压块后球团强度5～6 MPa；
压块后成硅酸镍铁矿粉球团；
（6）微波干燥烧结
硅酸镍铁矿粉球团的干燥烧结是在微波加热炉中进行的，是在微波循环加热过程中完成的；
① 将硅酸镍铁矿粉球团置于莫来石容器中，然后置于微波加热炉中，并进行游动循环加热，微波加热温度150℃±5℃，加热时间为5min，恒温保温时间10min，然后停止加热，使硅酸镍铁矿粉球团自然随炉冷却至25℃±2℃；
②微波加热功率为10kW；
③莫来石容器在炉内循环行走速度为1m/min，在微波加热炉加热烧结时间为15min；
④干燥后成硅酸镍铁矿粉球团；
（7）检测、分析、表征
对制备的硅酸镍铁矿粉球团的形貌、色泽、力学性能、化学成分进行检测、分析、表征；
用水分分析仪进行含水量分析；用万能压力测试仪进行冷抗压强度测试；
结论：硅酸镍铁矿粉球团为土黄色粉体颗粒状，含水率≤0.5%；球团强度达7～10MPa；
（8）产物储存
将干燥烧结处理的硅酸镍铁矿粉球团储存于干燥洁净环境，要防水、防潮、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10％。
2.根据权利要求1所述的一种硅酸镍铁矿粉球团的制备方法，其特征在于：硅酸镍铁矿粉球团的干燥烧结是在微波加热炉内进行的，是在莫来石容器内、在磁性环形道轨上、在均匀加热状态下完成的；
微波加热炉（1）为竖式圆筒形，上部为炉盖（3），下部为控制台（2），外部由微波加热器（4）环绕；微波加热炉（1）内底部为工作台（5），在工作台（5）上设置磁性环形道轨（6），在磁性环形道轨（6）上安装置放莫来石容器小车（7），在莫来石容器小车（7）内为硅酸镍铁矿粉球团（8）；在控制台（2）上设有显示屏（9）、指示灯（10）、电源开关（11）、微波控制器（12）、加热温度控制器（13）、磁性环形道轨控制器（14）；莫来石容器小车（7）在磁性环形道轨（6）上循环转动，并由磁性环形道轨控制器（14）控制。
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