CN105316562B - 一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法 - Google Patents

一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于，包括以下顺序进行的步骤：S1. 将硅铁、石灰、萤石、石墨、铁和非合金类稀土废料加入电弧炉，并将辉锑矿或/和辉铋矿加入电弧炉，通电冶炼；S2. 将炉内的渣倒净，把钛铁、硼铁和合金类稀土废料物料中的一种或多种加入电弧炉内，通氮气进行搅拌。S3. 冷却，得钢铁添加剂成品。与现有技术相比，本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法具有环保、节能、可直接回收利用稀土废料生产钢铁添加剂，不造成二次污染。

Description

一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法
技术领域
本发明属于矿物资源回收利用领域，具体涉及一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法。
背景技术
稀土材料由于其性能优越,性价比优异,被广泛地应用于国防军工、航空航天、计算机、电子工业、医疗器械等领域；在稀土材料加工、使用过程中会产生废弃物，如制作稀土永磁体器件的切割、打磨等加工过程中产生的粉末,生产过程中少量的不合格的钕铁硼磁体，使用后的抛光粉，电解产生的废弃的氟化稀土，这些物料统称为稀土废料，稀土废料的成份与稀土材料成份一样,主要由稀土组成。为节约稀土资源，通常会将稀土废料进行回收利用。目前稀土废料处理生产工艺有：焙烧酸解草酸沉积分离法，焙烧酸解盐析分离法，酸解草酸沉积分离法，酸解盐析分离法。这些回收处理的方法均需使用化学原料，处理过程中会产生大量的污染物，对环境造成污染；再者将稀土金属元素转化为化合物，不利于能源的利用。
目前生产钢铁用稀土硅铁合金的原料主要是稀土精矿或稀土分离企业生产的富集物或稀土氧化物，这种生产加工方法不利于稀土元素的循环利用。生产钢铁用稀土硅铁合金的工艺主要是先在电弧炉或矿热炉中将稀土还原，然后将还原好的稀土硅铁合金加入中频感应炉内二次熔化并复配其他合金元素或将稀土硅铁合金液倒入感应炉内采用双联法生产，这种生产方法所需的熔化设备较多。
在铸铁中加入锑、铋可使石墨球数显著增加，石墨球变得更细小、圆整，性能改善。但目前锑、铋的加入方法主要有二种，一种生产铸铁时直接将金属锑或金属铋加入在铁水中，另一种是把金属锑或金属铋作为生产球化剂的原材料，加入于球化剂中，然后再添加至铸铁中，这二种加入方法均采用金属锑或金属铋，价格较贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种将稀土分离后的废渣制备成稀土硅钙合金的方法来回收废渣中的稀土。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法，包括以下顺序进行的步骤：
S1. 将硅铁、石灰、萤石、石墨、铁和非合金类稀土废料加入电弧炉，并将辉锑矿或/和辉铋矿加入电弧炉，通电冶炼；
S2. 将炉内的渣倒净，把钛铁、硼铁和合金类稀土废料物料中的一种或多种加入电弧炉内，通氮气进行搅拌；
S3. 冷却，得钢铁添加剂成品。
所述铁为生铁或废钢。
所述步骤S1还包括将硅铁、石灰、萤石、石墨破碎成小于50mm的颗粒的步骤。
所述步骤S1还包括将硼铁、钛铁破碎成小于10mm的颗粒的步骤。
所述步骤S1还包括将辉锑矿或/和辉铋矿破碎成粉状，与石墨粉混合均匀，压制成团块状矿物的步骤。
所述步骤S1的冶炼温度为1500-1900℃，冶炼时间为1小时。
在所述步骤S2和步骤S3之间还包括以下步骤：
S4. 用喂线机将镁丝喂入合金液中，再通氮气搅拌均匀。
所述步骤S4包括：将温度降至1300-1350℃，停止通氮气，用喂线机将镁丝喂入合金液中，再通氮气搅拌均匀。
所述步骤S3还包括将合金液浇注成型的步骤和将钢铁添加剂成品破碎成5-50mm的不规则颗粒的步骤。
本发明还提供一种钢铁添加剂，包括以下重量百分比的组分：Si 3-50%，RE 0-34%，Ca 0.3-10%，Ti 0-15%， B 0-8%，Bi 0-10%，Sb 0-10%，Mg 0-20%，余为铁。
本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法主要的化学反应有：
RE2O3+[Si]→[RE]+（SiO2） [RE]+ [Si] →[RESi]
CaO+[Si]→[Ca]+（SiO2） [Ca]+ [Si] →[CaSi]
RE2O3+[C]→[RE]+（CO2） nCaO+SiO2→nCaO•SiO2
CaO+[C]→[Ca]+（CO2） REF3+[Si]→[RE]+（SiF4）
2Sb2S3 + 9O2 → 2Sb2O3 + 6SO2↑ Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
2Sb2O3 + 3C → 4Sb + 3CO2↑ 2Bi2S3 + 9O2 → 2 Bi 2O3 + 6SO2↑
Bi 2S3 + 3 Fe → 2 Bi + 3 FeS 2Bi2O3 + 3C → 4 Bi + 3CO2↑
本发明的钢铁添加剂可作为脱氧剂用于炼钢中；也可作为变质剂用于合金钢或合金铸铁中；也可作为孕育剂用于灰口铸铁或球墨铸铁中；本发明含镁的钢铁添加剂可作为球化剂用于球墨铸铁中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法具有环保、节能、可直接回收利用稀土废料生产钢铁添加剂，不造成二次污染。采用本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法回收利用稀土废料，每处理一吨稀土废料，只需消耗电6000-7000KWh，而焙烧酸解草酸沉积分离法每处理一吨稀土废料，需消耗电4000KWh，草酸1.5吨，盐酸2.5吨，处理废水消耗石灰0.2吨，产生废水20吨。
2、采用本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法，直接回收利用稀土废料生产含稀土钢铁添加剂，可提高冶金行业资源、能源利用效率。
3、本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法只用了电弧炉一种熔炼设备，熔炼设备简单。
4、本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法用喂线机将镁丝加入炉内，加入方法简单，加入合金液后熔化速度快。
5、本发明的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法直接用辉锑矿和/或辉铋矿生产含锑、铋的钢铁添加剂，生产成本低。
6、本发明的钢铁添加剂与传统的稀土硅铁相比，含有锑和/或铋活性元素。
具体实施方式
本发明RE是指稀土金属元素。
下面结合实施例对本发明做详细说明：
实施例一：
一种直接回收利用稀土废料生产含稀土、锑的钢铁添加剂的方法。
1、冶炼设备
500Kg650KVA三相电弧炉
2、原材料化学成份及配比
合金类稀土废料：RE32% B0.9%　　　　 22Kg
非合金类稀土废料：稀土总量>50%　　　　　100Kg
硅铁：Si>72% 120 Kg
辉锑矿：Sb>70% 10Kg
石灰： CaO>85% 10Kg
萤石：CaF2>80% 10Kg
石墨：C>85% 20 Kg
石墨粉：C>85% 5Kg
硼铁：B>17% 15Kg
钛铁：Ti>28 10Kg
废钢：Fe>99% 30 Kg
3、熔炼工艺
a、将稀土废料分成合金类与非合金类。将合金类稀土废料表面的杂质去除干净。
b、将硅铁、石灰、萤石、石墨破碎成小于50mm的颗粒。
c、将辉锑矿破碎成粉状，然后与石墨粉混和均匀，压制成团块状矿物。
d、将钛铁、硼铁破碎成小于10 mm的颗粒。
e、将废钢剪碎、除锈。
f、将硅铁颗粒、石灰颗粒、萤石颗粒、石墨颗粒、已除锈的废钢、非合金类稀土废料混和均匀，然后与压制成团块状的辉锑矿一同加入电弧炉，通电，温度控制在1500-1900℃，冶炼1小时。
g、将炉内的渣倒净。
h、把合金类稀土废料、钛铁、硼铁等物料加入炉内，同时通氮气进行搅拌。
i、将温度降至1300-1350℃。
j、将合金液浇注至模具中，冷却成型。
k、冷却后，取样检测，检验合格后，按要求破碎成0-50mm的不规则颗粒。
l、用编织袋或铁桶包装产品，即生产成含稀土、锑、铋的钢铁添加剂。
4、合金出炉数量为252Kg。
5、合金化学成份为(重量%)：
RE 20.9%，Ca 1.1%，Si 38.5%，Sb 2.1%，Ti 1.05%， B1.1%，其余为铁。
实施例二：
一种直接回收利用稀土废料生产含稀土、锑、铋钢铁添加剂。
1、冶炼设备
500Kg650KVA三相电弧炉
2、原材料化学成份及配比
合金类稀土废料：RE32% B0.9%　　　 　10Kg
非合金类稀土废料：稀土总量>50%　　　　　20Kg
硅铁： Si>72% 200 Kg
石灰： CaO>85% 5Kg
石墨 C>85% 20 Kg
石墨粉： C>85% 2Kg
辉铋矿： Bi>80% 5Kg
萤石： CaF2>80% 5Kg
镁丝：Mg>99.5% 20Kg
铁 Fe>99% 30 Kg
3、熔炼工艺
a、将稀土废料分成合金类与非合金类。将合金类稀土废料表面的杂质去除干净。
b、将硅铁、石灰、萤石、石墨破碎成小于50mm的颗粒。
c、将铁剪碎，除锈。
d、将辉铋矿破碎成粉状，然后与石墨粉混和均匀，压制成团状矿物。
e、将硅铁颗粒、石灰颗粒、萤石颗粒、石墨颗粒、已除锈的铁、非合金类稀土废料混和均匀，然后与压制成团状的辉铋矿一同加入电弧炉，通电，温度控制在1500-1900℃，冶炼1小时。
f、将炉内的渣倒净。
g、把合金类稀土废料加入炉内，同时通氮气进行搅拌，熔化。
h、将温度降至1300-1350℃，停止通氮气，用喂线机将镁丝喂入炉合金液中，再通氮气搅拌均匀。
i、将合金液浇注至模具中，冷却成型。
j、冷却后，取样检测，检验合格后，按要求破碎成5-50mm的不规则颗粒。
k、用编织袋或铁桶包装产品，即生产成含稀土的钢铁添加剂。
4、合金出炉数量为250Kg。
5、合金化学成份为(重量%)：
RE 3.5%，Ca 0.5%，Si 48.5%，Mg7.3%，Bi1.2%，B0.02%，其余为铁。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，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 (2)

1.一种使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于，包括以下顺序进行的步骤：
S1.将硅铁、石灰、萤石、石墨破碎成小于50mm的颗粒，并将硼铁、钛铁破碎成小于10mm；将所述硅铁、石灰、萤石、石墨、铁和非合金类稀土废料加入电弧炉，并将辉锑矿或 / 和辉铋矿加入电弧炉，通电冶炼，冶炼温度为 1500-1900℃，冶炼时间为 1 小时 ；
S2.将炉内的渣倒净，把钛铁、硼铁和合金类稀土废料物料中的一种或多种加入电弧炉内，将温度降至 1300-1350℃，停止通氮气，用喂线机将镁丝喂入合金液中，再通氮气搅拌均匀 ；
S3. 冷却，得钢铁添加剂成品
所述步骤 S1 还包括将辉锑矿或 / 和辉铋矿破碎成粉状，与石墨粉混合均匀，压制成团块状矿物的步骤；
所述铁为生铁或废钢。
2.根据权利要求 1 所述的使用稀土废料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于 ：所述步骤 S3 还包括将合金液浇注成型的步骤和将钢铁添加剂成品破碎成 5-50mm 的不规则颗粒的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107385149A (zh) * 2017-06-27 2017-11-24 苏州楚博生物技术有限公司 一种硅钙包芯线芯粉
CN109321812A (zh) * 2018-12-10 2019-02-12 辽宁科技学院 一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465731A (zh) * 2002-06-29 2004-01-07 包头文鑫实业有限公司 高效复合粉末球化剂及其工艺方法
CN1718820A (zh) * 2005-08-03 2006-01-11 肖治平 变质剂
CN1833041A (zh) * 2003-05-20 2006-09-13 皮奇尼电冶公司 含铋和稀土族的孕育剂产品
CN101580903A (zh) * 2009-06-19 2009-11-18 钢铁研究总院 一种冶炼铁基非晶态母合金的方法
CN101775457A (zh) * 2010-01-26 2010-07-14 江西省龙钇重稀土材料有限责任公司 钇稀土镁复合球化剂
CN101792846A (zh) * 2010-03-24 2010-08-04 江西省龙钇重稀土材料有限责任公司 一种含稀土钢铁变质剂及其制备方法
CN102041341A (zh) * 2009-10-09 2011-05-04 韦加伟 一种球化剂的成分及制备工艺
CN102191423A (zh) * 2011-04-14 2011-09-21 湖南长高新材料股份有限公司 一种适应于耐磨铁基合金的稀土-合金复合变质剂
CN103131935A (zh) * 2013-02-26 2013-06-05 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种用于钢中加入的REFeSiCa合金及其制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465731A (zh) * 2002-06-29 2004-01-07 包头文鑫实业有限公司 高效复合粉末球化剂及其工艺方法
CN1833041A (zh) * 2003-05-20 2006-09-13 皮奇尼电冶公司 含铋和稀土族的孕育剂产品
CN1718820A (zh) * 2005-08-03 2006-01-11 肖治平 变质剂
CN101580903A (zh) * 2009-06-19 2009-11-18 钢铁研究总院 一种冶炼铁基非晶态母合金的方法
CN102041341A (zh) * 2009-10-09 2011-05-04 韦加伟 一种球化剂的成分及制备工艺
CN101775457A (zh) * 2010-01-26 2010-07-14 江西省龙钇重稀土材料有限责任公司 钇稀土镁复合球化剂
CN101792846A (zh) * 2010-03-24 2010-08-04 江西省龙钇重稀土材料有限责任公司 一种含稀土钢铁变质剂及其制备方法
CN102191423A (zh) * 2011-04-14 2011-09-21 湖南长高新材料股份有限公司 一种适应于耐磨铁基合金的稀土-合金复合变质剂
CN103131935A (zh) * 2013-02-26 2013-06-05 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种用于钢中加入的REFeSiCa合金及其制造方法

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