CN1065226A

CN1065226A - 用还原磨选法制取微合金铁粉的方法

Info

Publication number: CN1065226A
Application number: CN 91106655
Authority: CN
Inventors: 梁经冬; 邱良邦; 朱俊仕
Original assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Current assignee: CHANGSHA METALLURGY INSTITUTE MINISTRY OF METALLURGICAL INDUSTRY; Titanium Industry Co Panzhihua Iron & Steel (group) Corp
Priority date: 1991-03-23
Filing date: 1991-03-23
Publication date: 1992-10-14
Anticipated expiration: 2006-03-23
Also published as: CN1034264C

Abstract

本发明涉及一种含有钒、钛、镍、铬、钴、锰等少量合金元素的低品位钒钛磁铁矿精矿中制取微合金铁粉的方法。其特征在于：利用低品位钒钛铁精矿或含钛、铁物料与还原剂和添加剂混合、压块、直接还原、粉碎、重磁选、脱水干燥及退火等工艺，获得微合金铁粉和富钛(钒)料。与已有的制微合金铁粉法相比，本工艺流程简单、操作容易且生产成本低，可得性能稳定的优质微合金铁粉。

Description

本发明涉及一种从复杂钒钛铁精矿中或钛、铁物料制取微合金铁粉的方法。

通常是利用高纯铁精矿或轧钢铁鳞为原料与合金粉末混合加工而制取合金铁粉的（见“JP1253301”，1986年）。迄今为止，从复杂低品位铁精矿（例如由钒铁磁铁矿矿石经机械分选而获得）中制取铁粉的方法很少：例如：苏联曾在钒钛磁铁矿精矿中添加15%氯化钠，在1050℃条件下进行直接还原，然后磨细、磁选，制得含铁98%以上的铁粉和TiO₂75%以上的富钛料（见“Титан и его Сплавы，Металлургия и Химия Титана，1961，СГР.64-74，Анссср Москва，”）。

上述的第二种方法是用氯化钠作添加剂，其用量大，对设备腐蚀严重，研制中未涉及铁粉的物理工艺性能（如颗粒形状与压制性能等），未研究破碎磨矿方法对铁粉物理工艺性能的影响及解决问题的途径，未考察如何利用微量合金元素提高铁粉性能的方法及条件，更未涉及与工业化有关的工艺参数。上述的第一种方法是人工合成法，其生产成本高，产品性能不稳定。

本发明的主要技术方案是利用低品位复杂钒钛铁精矿（或钛、铁物料）与还原剂及添加剂混合、压块、直接还原、粉碎、重磁选、脱水干燥及退火等工艺。具体步骤分述如下：

一、混料、压块、直接还原。复杂铁矿石（如钒钛铁矿石）经过选矿获得的低品位铁精矿或经过提钒的铁精矿，由于其中的有用矿物与无用矿物构成复合矿物，用长规的机械分选法无法进一步分离。为此，借助固体还原剂（如石油焦或焦炭或煤），在特定的还原制度下，使上述铁精矿中的氧化铁组份充分还原为金属铁，并借助钠盐添加剂的作用，使金属铁晶粒长大到可以机械分选的程度。上述铁精矿与添加剂（钠盐）和还原剂（碎焦或煤）的重量比为100∶3～10∶10～20进行机械混合并压块机压制成块料，送至隧道窑进行直接还原。还原温度为1150～1220℃，时间为3～13小时。添加剂可以为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠或三者配用。

二、粉碎、磨矿。为保证获得具有良好颗粒形状和粒度组成的铁粉产品，本工序采用改进型万能粉碎机对上述还原料进行破碎，破碎粒度为2～0.3mm，然后再用长径比大、介质尺寸小的改进型磨机进行磨矿，磨矿粒度为-200目占50～70%

三、重磁分选。经上述选择性破碎和阶段磨细的物料用重选法进行分选，获得铁粉精矿，其尾矿经弱磁选机扫选得中矿和富钒（钛）料，后两种产品可再处理综合回收钒钛。

四、后续加工及低温退火。由磨选工序得到的铁粉经脱水过滤之后，进行快速干燥，得到干物料。这些物料按要求需进行低温退火处理，才能供作粉末冶金制品的原料。本工序用退火炉作为退火装置。退火条件为：温度为700～900℃;保温时间为2～4小时，H₂（或分解氨）作为还原介质。

本发明的工艺流程如附图所示。附图符号表示为：

1-混料、直接还原;2-破碎、筛分;3，5-磨矿;4，5-重选;7-脱水、干燥;8-退火;9-破碎、筛分;10-弱磁选;

利用上述工艺，对某矿选厂产出的未经预先提钒或经提钒的低品位复杂铁精矿进行了试验。

其试样各自的物料组成分别为：A样含全Fe 51.5%、SiO₂4.94%、Al₂O₃5.13%、CaO 1.42%、MgO 3.54%、MnO 0.33%、TiO₂12.18% V₂O₅0.53%、S 0.56%;B样含全Fe 53.54%、SiO₂2.05%、Al₂O₃3.60%、MgO 2.87%、CaO 0.64%、S 0.10%、TiO₂12.46%、V₂O₅0.055%;上述A、B两种矿样均含有少量的Ni、Cr、Co、Cu等。

该工艺各工序典型试验条件为：

混料与直接还原：机械混料，机械压块，机械装卸;还原温度1150～1180℃;时间为4小时;碎矿：破碎至-2mm;磨矿：第一段磨矿粒度为-200目占65%;第二段磨矿粒度为-200目占55%;重选：阶段磨矿、阶段选别;磁选：对重选尾矿进行扫选;退火：用H₂作还原介质，温度为800℃，时间为2.5小时。

采用本发明的工艺流程，在上述试验条件下，针对A、B矿样而言，可以获得含铁＞98.5%、TiO₂0.05～0.15%、V 0.026%、Co 0.044%、Ni 0.024%、Cu 0.017%、Mn 0.015%和Cr 0.008%等的微合金铁粉（该铁粉的压制性达到6.85/[厘米]³

与人工合成法相比，具有方法简单、容易操作、产品性能稳定、生产成本低，投资省、上马快、劳动条件好等优点。该工艺可在钒、铁钛比变化很大且矿物成份复杂的矿石范围内应用。

Claims

1、从复杂铁精矿中制取微合金铁粉的工艺是涉及一种还原磨选法从含有钒、钛、镍、铬、钴、锰等多种少量合金元素的低品位复杂含钛、铁矿中制取微合金铁粉的方法。其特征在于：将低品位复杂钒钛铁精矿或含钛、铁物料经与还原剂和添加剂混合、压块、直接还原、粉碎、然后采用阶段磨选进行铁与钛(钒)的分离，铁粉脱水干燥、退火的获最终产品。

2、根据权利要求1所述的，从低品位复杂铁精矿制取微合金铁粉的工艺，其特征在于：上述钒钛铁精矿或含钛、铁物料与固体还原剂和钠盐添加剂（钠盐可用硫酸钠、碳酸钠、氯化钠或三者配用）。按重量比100∶3～10∶10～20混合、压块、机械装入隧道窑直接还原。

3、根据权利要求2所述的从复杂铁精矿制取微合金铁粉的工艺，其特征在于：直接还原的条件为：温度1150～1220℃;时间3～13小时。

4、根据权利要求1所述的从复杂铁精矿制取微合金铁粉的工艺，其特征在于：还原料块用改进型万能粉碎机碎至2～0.3mm，然后用长径比大、介质尺寸小的改进型磨机湿式磨至-200目占40～70%。

5、根据权利要求1所述的从复杂铁精矿制取微合金铁粉的工艺，其特征在于：以重选为主要方法，对还原料进行阶段磨选，然后用弱磁选机进行扫选，获得铁粉和富钛（钒）料。

6、根据权利要求1所述的从复杂铁精矿制取微合金铁粉的工艺，其特征在于：对阶段磨选得到的铁粉采用简易的脱水装置脱水后用专门的干燥设备快速干燥，然后将干物料进行退火、粉碎和筛分而获得成品铁粉。

7、根据权利要求6所述的从复杂铁精矿制取微合金铁粉的工艺，其特征在于：退火工序用退火炉为退火装置，用H₂（或分解氨）作还原介质;温度为700～900℃;时间为2～4小时。