CN114875245A - 一种镍钴渣生产4j29合金原料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，该方法是指将经过自然干燥且破碎至30~50mm的镍钴渣物料与含镍生铁、还原剂及助熔剂按比例混和后，先在熔炼炉中进行熔炼，得到炉渣和铁镍钴合金；所述铁镍钴合金中加入脱硫剂通过精炼炉进行精炼除杂，最后经浇铸即得合格的4J 29合金原料。本发明工艺流程短、能耗低、回收率高，所得4J29合金原料能替代或降低纯镍、纯钴和纯铁的加入量，可大幅降低生产4J29合金的成本，不但对有色冶炼渣进行了综合开发利用，而且使得4J29合金能得到更广泛的工业应用。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域中一种含镍钴有色中间物料的处理方法，尤其涉及一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法。
背景技术
4J29合金亦称“可伐（Kovar）”合金，二十世纪三十年代由H.Scott等人研究成功，该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，氧化膜能很好地被浸润，并有良好的低温组织稳定性、优良的加工性能、焊接性能。它一经问世，在电真空工业中很快取代难熔金属钨、钼等，成为电真空器件中主要的密封结构材料。半导体晶体管发明以后，它沿用电真空器件的硬玻璃，故4J29合金亦广泛应用于晶体管、集成电路等器件制造工业，用作底盘、芯柱、支承架外引线等。
传统4J29合金的生产工艺，均以纯镍、纯钴和纯铁为原料，通过中频炉等熔炼设备化料进行生产，这种制备方法均采用价格昂贵的纯金属(尤其是金属镍、钴)作为原料，原材料价格昂贵，生产成本较高，限制了4J29合金的推广应用。
金川公司在镍电解净化除钴过程中产生的镍钴渣含镍15%，含钴7%以上，镍钴渣现有处理工艺存在流程复杂、成本高、有价金属的损失大、处理量受限及资金大量积压等问题。因此，如何利用镍钴渣获得满足生产4J29合金的铁镍钴合金原料就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本的镍钴渣生产4J29合金原料的方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：该方法是指将经过自然干燥且破碎至30~50mm的镍钴渣物料与含镍生铁、还原剂及助熔剂按比例混和后，先在熔炼炉中进行熔炼，得到炉渣和铁镍钴合金；所述铁镍钴合金中加入脱硫剂通过精炼炉进行精炼除杂，最后经浇铸即得合格的4J 29合金原料。
所述含镍生铁的加入量为干基镍钴渣的15.5~55.5%。
所述还原剂为粉煤，其加入量为干基镍钴渣的3.5~15.5%。
所述助熔剂为石灰石，其加入量为干基镍钴渣的1.8~5.6%。
所述熔炼的条件是指温度为1380℃~1500℃，加料时间为30~60分钟，保温时间为30~60分钟。
所述脱硫剂由质量比为5:1的石灰石和萤石组成，其加入量为铁镍钴合金质量的1~2%。
所述精炼除杂的条件是指熔炼温度控制在1500℃~1600℃,脱硫剂分3~5批次，每批次为1~2分钟，每次保温5~10分钟。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明依据熔炼炉技术，采用熔炼炉将含镍、钴等氧化物的有色中间物料与助熔剂和还原剂进行还原熔炼富集生产铁镍钴合金，铁镍钴合金再进行成分微调后还原脱硫、吹氧脱碳等精炼除杂后化学成分满足4J29合金成分要求后进行浇铸，从而制备出4J29合金的合格原料，其化学成分满足YB/T 5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》的要求。
2、本发明工艺流程短、能耗低、回收率高，所得4J29合金原料能替代或降低纯镍、纯钴和纯铁的加入量，可大幅降低生产4J29合金的成本，不但对有色冶炼渣进行了综合开发利用，而且使得4J29合金能得到更广泛的工业应用。
3、本发明经脱硫、脱碳等除杂精炼后得到的铁镍钴合金经测试，其化学成分为Ni27.60%~30.20%，Co 16.50%~21.08%，C≤0.03%，P≤0.020%，S≤0.020%，Mn≤0.30%，Si≤0.20%，Cr≤0.15%，Mo≤0.15%，Cu≤0.05%，Fe=余量，可满足生产4J29合金的原料要求。
具体实施方式
一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法：该方法是指将经过自然干燥且破碎至30~50mm的镍钴渣物料与含镍生铁、还原剂及助熔剂按比例混和后，其中：含镍生铁的加入量为干基镍钴渣的15.5~55.5%；还原剂为粉煤，其加入量为干基镍钴渣的3.5~15.5%；助熔剂为石灰石，其加入量为干基镍钴渣的1.8~5.6%。然后混合物料在熔炼炉中进行熔炼，温度为1380℃~1500℃，加料时间为30~60分钟，保温时间为30~60分钟，得到炉渣和铁镍钴合金。铁镍钴合金倒运至精炼炉中，通过吹氧脱碳后加入脱硫剂进行精炼除杂，脱硫剂由质量比（g/g）为5:1的石灰石和萤石组成，其加入量为铁镍钴合金质量的1~2%。精炼除杂的条件是指熔炼温度控制在1500℃~1600℃,脱硫剂分3~5批次，每批次为1~2分钟，每次保温5~10分钟。除杂结束后经浇铸即得合格的4J 29合金原料。
实施例1
首先将镍钴渣自然干燥后，其水份小于10%，称取30kg干基镍钴渣，按镍钴渣量的15.5%称取含镍生铁，按镍钴渣量的3.5%称取还原剂，按镍钴渣量1.8%称取助熔剂；所有物料称取后混合并少量分批次加入熔炼炉中，控制熔炼炉熔炼温度1380℃，加料时间30~60分钟，保温时间30~60分钟，保温结束后炉渣和铁镍钴合金进行分离，10kg铁镍钴合金倒运至精炼炉；按合金量的1~2%称取脱硫剂；吹氧脱碳、分批次加入脱硫剂脱硫进行精炼，除杂结束后浇铸，冷却取样进行化学成分分析，结果见表1所示。
表1 铁镍钴合金与GB-4J29化学成分对比（%）
实施例2
首先将镍钴渣自然干燥后，其水份小于10%，称取30kg干基镍钴渣，按镍钴渣量的35.5%称取含镍生铁，按镍钴渣量的7.5%称取还原剂，按镍钴渣量3.5%称取助熔剂；所有物料称取后混合并少量分批次加入熔炼炉中，控制熔炼炉熔炼温度1380℃，加料时间30~60分钟，保温时间30~60分钟，保温结束后炉渣和铁镍钴合金进行分离，10kg铁镍钴合金倒运至精炼炉；按合金量的1~2%称取脱硫剂；吹氧脱碳、分批次加入脱硫剂脱硫进行精炼，除杂结束后浇铸，冷却取样进行化学成分分析，结果见表2所示。
表2 铁镍钴合金与GB-4J29化学成分对比（%）
实施例3
首先将镍钴渣自然干燥后，其水份小于10%，称取30kg干基镍钴渣，按镍钴渣量的55.5%称取含镍生铁，按镍钴渣量的15.5%称取还原剂，按镍钴渣量5.6%称取助熔剂；所有物料称取后混合并少量分批次加入熔炼炉中，控制熔炼炉熔炼温度1380℃，加料时间30~60分钟，保温时间30~60分钟，保温结束后炉渣和铁镍钴合金进行分离，10kg铁镍钴合金倒运至精炼炉；按合金量的1~2%称取脱硫剂；吹氧脱碳、分批次加入脱硫剂脱硫进行精炼，除杂结束后浇铸，冷却取样进行化学成分分析，结果见表3所示。
表3 铁镍钴合金与GB-4J29化学成分对比（%）
由实施例1~3可以看出，本发明镍钴渣通过熔炼-精炼生产铁镍钴合金，其化学成分满足4J29合金成分要求，是一种短流程、低成本制备4J29合金原料的新工艺，能够实现快速变现，使有价金属得到最大化利用。
Claims (7)
1.一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：该方法是指将经过自然干燥且破碎至30~50mm的镍钴渣物料与含镍生铁、还原剂及助熔剂按比例混和后，先在熔炼炉中进行熔炼，得到炉渣和铁镍钴合金；所述铁镍钴合金中加入脱硫剂通过精炼炉进行精炼除杂，最后经浇铸即得合格的4J 29合金原料。
2.如权利要求1所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：所述含镍生铁的加入量为干基镍钴渣的15.5~55.5%。
3.如权利要求1所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：所述还原剂为粉煤，其加入量为干基镍钴渣的3.5~15.5%。
4.如权利要求1所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：所述助熔剂为石灰石，其加入量为干基镍钴渣的1.8~5.6%。
5.如权利要求1所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：所述熔炼的条件是指温度为1380℃~1500℃，加料时间为30~60分钟，保温时间为30~60分钟。
6.如权利要求1所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：所述脱硫剂由质量比为5:1的石灰石和萤石组成，其加入量为铁镍钴合金质量的1~2%。
7.如权利要求1所述的一种镍钴渣生产4J29合金原料的方法，其特征在于：所述精炼除杂的条件是指熔炼温度控制在1500℃~1600℃,脱硫剂分3~5批次，每批次为1~2分钟，每次保温5~10分钟。
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| CN113293306A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-24 | 金川镍钴研究设计院有限责任公司 | 一种铜镍渣生产白铜b30原料的制备方法 |
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