CN104762544B - 一种钼铁及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钼铁，由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉21.0％～42.9％，氧化铁粉0％～50.3％，铁粉0％～33.2％，钼酸钙3.6％～23.5％，工业废渣3.2％～22.3％。另外，本发明还公开了制备所述钼铁的方法。本发明采用碳粉作为还原剂，由混合物粉体与还原剂混合后在不高于1600℃的温度条件下焙烧制成，且制备过程中无氮氧化物、氟化物等污染物产生，且本发明原料配方的适应性强，与传统制备钼铁采用的铝热法相比，本发明原料配方的质调节和量调节具有良好原料适应性。
Description
技术领域
本发明属于钼铁制备技术领域，具体涉及一种钼铁及其制备方法。
背景技术
目前国内主流的制备钼铁产品的工艺都需要采用铝热法，也就是常说的炉外法，炉外法所采用的炉子是一个放置在砂基上的圆筒，内砌粘土砖衬，用含硅75％的硅铁和少量铝粒作还原剂，炉料一次加入炉筒后，用上部点火法制备，即在料面上用引发剂(硝石、铝屑或镁屑)点火，点火后即发生激烈反应，然后镇静、放渣、拆除炉筒。钼铁锭先在砂窝中冷却，再送冷却间冲水冷却，最后进行破碎，精整，得到产品钼铁。
采用这种传统的配方进行铝热法制备钼铁时，主要存在以下缺点：1)反应温度高，普遍在2000℃以上，且反应过程温度难以控制；2)反应用到的硝石或萤石会在制备过程中产生氮氧化物或氟化物，造成污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钼铁，该钼铁由特定原料配方和还原剂制成，避免使用硝石或萤石。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种钼铁，其特征在于，由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉21.0％～42.9％，氧化铁粉0％～50.3％，铁粉0％～33.2％，钼酸钙3.6％～23.5％，工业废渣3.2％～22.3％；所述混合物粉体中氧化铁和铁粉的重量百分比之和不小于27.9％，所述工业废渣中钼的质量含量为10％～20％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的3％～20％。
上述的一种钼铁，其特征在于，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％～36.9％，氧化铁粉25.0％～35.0％，铁粉20％～30.2％，钼酸钙8.6％～18.5％，工业废渣8.2％～18.3％；所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的6.0％～13.0％。
上述的一种钼铁，其特征在于，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉33.3％，氧化铁粉16.7％，铁粉16.9％，钼酸钙22.1％，工业废渣11.0％；所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的8.0％。
上述的一种钼铁，其特征在于，所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％。
上述的一种钼铁，其特征在于，所述氧化钼粉为三氧化钼粉和二氧化钼粉中的一种或两种。
进一步地，本发明还提供了一种制备上述钼铁的方法，其特征在于，该方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1400℃～1600℃的条件下保温10min～60min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用碳粉作为还原剂，由混合物粉体与还原剂混合后在不高于1600℃的温度条件下焙烧制成，且制备过程中无氮氧化物、氟化物等污染物产生。
2、本发明的原料配方适应性强，与传统制备钼铁采用的铝热法相比，本发明原料配方的质调节和量调节具有良好原料适应性，氧化钼粉的用量控制在混合物粉体质量的21.0％～42.9％，配比范围较大，且可选用三氧化钼粉和/或二氧化钼粉。
3、本发明钼铁制备方法的反应温度相对较低，且采用碳粉作为还原剂价格相对较低，采用钼酸钙和工业废渣作为助熔剂，碳粉与助熔剂能够发挥协同作用促使反应温度的降低，这主要是因为首先通过分析钼铁碳相图表明温度相对较低时(小于1600℃)碳粉的加入可以促成混合物粉体反应生成钼铁合金，另外，钼酸钙和工业废渣中含有一些低熔点的化合物可作为引发剂引发还原反应的发生。
4、本发明的原料中不含有硝石和萤石，制备钼铁的反应过程中不会产生氮氧化物或氟化物等污染物，与传统方法相比反应过程相对清洁，环境友好。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉21.0％，铁粉33.2％，钼酸钙23.5％，工业废渣22.3％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的3％，所述工业废渣中钼的质量含量为15％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉为三氧化钼粉。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1400℃的条件下保温10min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为65.9％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为96.2％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例2
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉42.9％，氧化铁粉50.3％，钼酸钙3.6％，工业废渣3.2％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的20％，所述工业废渣中钼的质量含量为15％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉为二氧化钼粉。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1600℃的条件下保温60min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为59.8％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为98.5％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例3
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉33.3％，氧化铁粉16.7％，铁粉16.9％，钼酸钙22.1％，工业废渣11.0％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的6.0％，所述工业废渣中钼的质量含量为22.0％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为9:1的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1500℃的条件下保温30min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为56.8％％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为97.9％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例4
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉28.1％，氧化铁粉16.4％，铁粉19.3％，钼酸钙18.1％，工业废渣18.1％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的8.4％，所述工业废渣中钼的质量含量为8.0％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为1:9的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1500℃的条件下保温20min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为59.8％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为98.6％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例5
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉40.0％，氧化铁粉15.2％，铁粉12.7％，钼酸钙19.2％，工业废渣12.9％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的12.7％，所述工业废渣中钼的质量含量为15％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为1:1的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1550℃的条件下保温40min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为58.0％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为95.9％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例6
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％，氧化铁粉30.0％，铁粉20.0％，钼酸钙8.6％，工业废渣15.4％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的6％，所述工业废渣中钼的质量含量为13％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉为三氧化钼粉。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1500℃的条件下保温40min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为60.2％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为97.3％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例7
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉36.9％，氧化铁粉25％，铁粉21.3％，钼酸钙8.6％，工业废渣8.2％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的13％，所述工业废渣中钼的质量含量为12％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉为二氧化钼粉。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1600℃的条件下保温10min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为63.4％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为97.6％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例8
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％，氧化铁粉35.0％，铁粉20.3％，钼酸钙10.5％，工业废渣8.2％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的10％，所述工业废渣中钼的质量含量为15％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为4:1的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1400℃的条件下保温60min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为63.4％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为98.1％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例9
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉27.6％，氧化铁粉25.2％，铁粉30.2％，钼酸钙8.7％，工业废渣8.3％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的9％，所述工业废渣中钼的质量含量为18％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为1:3的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1550℃的条件下保温30min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为67.1％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为97.8％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例10
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％，氧化铁粉25.0％，铁粉20.0％，钼酸钙10.7％，工业废渣18.3％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的8.5％，所述工业废渣中钼的质量含量为16％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为1:2的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1500℃的条件下保温45min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为58.1％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为97.6％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例11
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％，氧化铁粉25.0％，铁粉20.0％，钼酸钙18.5％，工业废渣10.5％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的12％，所述工业废渣中钼的质量含量为12％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为1:7的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1550℃的条件下保温40min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为59.2％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为98.2％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例12
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉32.2％，氧化铁粉25％，铁粉25％，钼酸钙8.8％，工业废渣9.0％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的11.2％，所述工业废渣中钼的质量含量为14％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为1:1的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1580℃的条件下保温33min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为64.2％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为97.5％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
实施例13
本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％，氧化铁粉27.0％，铁粉20.3％，钼酸钙13.2％，工业废渣13.5％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的10％，所述工业废渣中钼的质量含量为15％；所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％；所述氧化钼粉由质量百分比为8:1的三氧化钼粉和二氧化钼粉混合而成。
本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1550℃的条件下保温40min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
本实施例制备的钼铁的产率(钼铁与所述混合物粉体的质量百分比)为59.9％，钼铁中的钼与混合物粉体中钼的质量百分比为98.5％，采用该方法制备钼铁时，钼的利用率高，物料损失小。
本发明实施例1～实施例13制备的钼铁的成分测定结果如表1所示。
表1
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种钼铁，其特征在于，由混合物粉体和还原剂制成，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉21.0％～42.9％，氧化铁粉0％～50.3％，铁粉0％～33.2％，钼酸钙3.6％～23.5％，工业废渣3.2％～22.3％；所述混合物粉体中氧化铁和铁粉的重量百分比之和不小于27.9％，所述工业废渣中钼的质量含量为10％～20％；所述还原剂为碳粉，所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的3％～20％。
2.按照权利要求1所述的一种钼铁，其特征在于，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉26.0％～36.9％，氧化铁粉25.0％～35.0％，铁粉20％～30.2％，钼酸钙8.6％～18.5％，工业废渣8.2％～18.3％；所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的6.0％～13.0％。
3.按照权利要求1所述的一种钼铁，其特征在于，所述混合物粉体由以下重量百分比的原料混合而成：氧化钼粉33.3％，氧化铁粉16.7％，铁粉16.9％，钼酸钙22.1％，工业废渣11.0％；所述碳粉的用量为所述混合物粉体质量的8.0％。
4.按照权利要求1、2或3所述的一种钼铁，其特征在于，所述铁粉的质量纯度不低于98％，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98％。
5.按照权利要求1、2或3所述的一种钼铁，其特征在于，所述氧化钼粉为三氧化钼粉和二氧化钼粉中的一种或两种。
6.一种制备如权利要求1、2或3所述钼铁的方法，其特征在于，该方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于高温炉中，在温度为1400℃～1600℃的条件下保温10min～60min，随炉冷却后得到产物，然后对所述产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
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