專利名稱：一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦產(chǎn)資源綜合利用與粉末冶金領(lǐng)域，具體涉及一種從釩鈦鐵精礦中制備新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的方法。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外生產(chǎn)鐵粉的方法有數(shù)十種之多，但實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的只有以高純鐵精礦和鐵鱗為原料的還原法，現(xiàn)今主導(dǎo)生產(chǎn)鐵粉的工藝仍然是以固體碳為還原劑，在隨道窯中還原鐵精礦或鐵鱗的方法(赫格納斯法)。但用釩鈦鐵精礦等難選多金屬共生礦制備細(xì)粒微量合金鐵粉的工業(yè)實(shí)踐尚未見報(bào)導(dǎo)。前蘇聯(lián)于1961年報(bào)導(dǎo)了用釩鈦鐵精礦制備還原鐵粉的研發(fā)工作，加入20%氯化鈉，于1150-1200°C直接還原釩鈦磁鐵精礦，經(jīng)磁磨分離，可獲得含鐵98%以上的鐵粉和TiO2含量70%以上的富鈦料；日本專利添加30%碳酸鈉，于1110-1200°C還原，經(jīng)磨選，可 獲得含鐵93%左右的鐵粉精礦，燒結(jié)后供電爐煉鋼；新西蘭報(bào)導(dǎo)了借用瓷廠隧道窯還原鈦磁鐵精礦的試驗(yàn)結(jié)果，但鐵、鈦分離不理想；1978年前蘇聯(lián)又報(bào)導(dǎo)用烏拉爾地區(qū)含釩、鈦、鉻、鎳等多元素鐵礦物制得了合金鐵粉(又稱天然合金鐵粉)。但上述這些報(bào)導(dǎo)目前尚無I例成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。為開發(fā)我國攀枝花地區(qū)極其豐富的釩鈦磁鐵礦資源，從上世紀(jì)60年代中，梁經(jīng)冬及其創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)索先系統(tǒng)地開展了隧道窯還原磨選法綜合利用攀枝花鈦精礦和釩鈦鐵精礦的小型、擴(kuò)大和半工業(yè)試驗(yàn)，1991年申報(bào)專利號為ZL91106655. I的發(fā)明專利——《用還原磨選法制取微合金鐵粉的方法》，1997年I月授予了發(fā)明專利權(quán)。2008年又申報(bào)專利號為200810143675. 6的發(fā)明專利——《一種新的綜合利用釩鈦鐵精礦的產(chǎn)業(yè)化方法》，2012年4月授予發(fā)明專利權(quán)。近年來梁經(jīng)冬等人利用民營企業(yè)靈活機(jī)動的運(yùn)作優(yōu)勢，在申報(bào)專利的同時與多個企業(yè)合作，進(jìn)行專利的實(shí)施，在產(chǎn)業(yè)化的道路上，又取得新的突破與長足進(jìn)展。開發(fā)對象從單一礦源拓展到多種共生礦與難選礦源；制備方法與配套裝置，從試驗(yàn)走向提供成套設(shè)備與技術(shù)的設(shè)計(jì)建廠階段，現(xiàn)已在新疆建成年產(chǎn)15萬噸與昆鋼建成年產(chǎn)5噸的示范廠，即將投產(chǎn)。自主研發(fā)專利持續(xù)不斷的深入實(shí)施，必將為我國難選多金屬礦的綜合利用開創(chuàng)一條擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化新路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在實(shí)施ZL91106655. I與200810143675. 6專利的過程，從礦產(chǎn)資源特點(diǎn)與企業(yè)對產(chǎn)品性能與品種需要出發(fā)，不斷改進(jìn)、補(bǔ)充、完善，開發(fā)出的一種能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的制備優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，該方法的鐵回收率較高，獲得的鐵粉氧含量為O. 2%，粒度-325目彡95%、TFe品位98. 5 99. 5%，且固溶有微量V、Ti、Co、Ni合金元素。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測，本發(fā)明半工業(yè)試驗(yàn)用釩鈦鐵精礦多元素分析、產(chǎn)品指標(biāo)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)品牌產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果不于表I、表2、表3、表4 :表I半エ業(yè)試驗(yàn)用釩鈦鐵精礦多元素分析
權(quán)利要求
1.一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于將釩鈦鐵精礦內(nèi)配還原劑和催化劑壓塊、低溫催化還原、高效磨選分離等新工藝新技術(shù)集成于一體，經(jīng)配料、混勻壓塊、裝料、還原、磨選，從釩鈦磁鐵礦中分離出一次還原鐵粉和富釩鈦料；獲得的一次還原鐵粉，應(yīng)用脫氧退火技術(shù)，經(jīng)精還原與分級，制成市場所需的優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉，其化學(xué)成分、工藝性能指標(biāo)分別是 半工業(yè)試驗(yàn)合金鐵粉的化學(xué)成分)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于配料所用原料由釩鈦磁鐵礦、催化劑、碳質(zhì)還原劑組成，按100 15 20 15 25重量比配伍。其中所述釩鈦鐵精礦可以是不同品位的釩鈦磁鐵礦，考慮到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)，優(yōu)先選用經(jīng)選礦得到的高品位釩鈦鐵精礦；其中所述的催化劑為氯化鈉，可以是食用鹽、巖鹽、井鹽、海鹽、湖鹽中的至少一種，優(yōu)先選用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢資源；其中所述碳質(zhì)還原劑可以是冶金行業(yè)常用的碳質(zhì)還原劑，如無煙煤、碎焦、石油焦、褐煤、焦炭中至少一種，優(yōu)先選用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢資源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于混勻壓塊將配料充分混勻后在全自動液壓成型機(jī)壓塊成錠，這是對傳統(tǒng)粉料裝罐的重大改進(jìn)，壓塊密度可以在I. 4 2. 6g/cm3任意調(diào)整,制備合金鐵粉，調(diào)到2. 2 2. 6g/cm3,不僅提聞廣能、減少排放，還能改善還原鐵粉的品質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于裝料、還原將壓塊進(jìn)行裝料，然后于隧道窯中加熱至1000 1050°C并保溫5 60h，進(jìn)行還原，得到還原錠。其中所述裝料容器可以采用常規(guī)容器，如碳化硅、不銹鋼容器等，考慮到容器的傳熱、耐高溫性能以及性價(jià)比，優(yōu)先選用耐熱金屬罐，推薦采用發(fā)明人與有關(guān)單位合作自主研發(fā)的梯度耐熱合金鋼罐；其中所述隧道窯進(jìn)行還原時，可以通過控制催化劑用量，能夠確保還原過程的溫度降到1050°C，低溫還原能夠?qū)崿F(xiàn)金屬鐵結(jié)晶粒度的微細(xì)化，有利于提高合金鐵粉的性能指標(biāo)；同時，由于還原溫度的降低，還原的物料極易破碎，機(jī)械化卸料設(shè)備的使用壽命大大延長。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4所述一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于磨選分離將產(chǎn)出的還原錠破碎、磨細(xì)、磁選分離，得到一次還原鐵粉和富釩鈦料；其中所述磨細(xì)、磁選采用三段開路濕式階段磨礦階段磁選；磨細(xì)時采用長筒型球磨機(jī)，磨礦介質(zhì)為8 20mm的鋼球,磁選采用順流型磁選機(jī),磨選作業(yè)采用開路自流磨選。其中所述磨細(xì)與磁選的工藝參數(shù)選擇，則根據(jù)所需合金鐵粉的用途與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗(yàn)確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5所述一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于精還原將產(chǎn)出的一次還原鐵粉，送入還原介質(zhì)為氫氣或分解氨氣體的精還原爐內(nèi)，還原溫度800 850°C，還原時間30 60分鐘，產(chǎn)出二次還原鐵粉；其中所述一次還原鐵粉的含 水量要求控制5 10%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6所述一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，其特征在于分級將產(chǎn)出的二次還原鐵粉經(jīng)粉碎、分級，獲得粒度-200目85 95%、TFe品位98. 5 99. 5%，固溶有微量V、Ti、Co、Ni的優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉。
全文摘要
本發(fā)明是發(fā)明人在兩項(xiàng)發(fā)明專利基礎(chǔ)上，開發(fā)的一種新型優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉的制備方法，它將釩鈦鐵精礦內(nèi)配還原劑和催化劑壓塊、低溫催化還原、高效磨選分離等新工藝與新技術(shù)集成于一體，經(jīng)配料、壓塊、裝料、還原、磨選，精還原、分級等步驟，從釩鈦鐵精礦中提取出一次還原鐵粉和富釩鈦料兩個綜合利用產(chǎn)品；獲得的一次還原鐵粉，應(yīng)用脫氧退火技術(shù)，經(jīng)二次還原與分級，制成市場所需的優(yōu)質(zhì)細(xì)粒微量合金鐵粉。與現(xiàn)有隧道窯還原鐵精礦與鐵鱗制備鐵粉的生產(chǎn)方法相比，一是拓寬了制備鐵粉所用原料的多樣性，為我國多金屬共生礦、難選鐵礦的綜合利用開創(chuàng)了一種新的方法；二是細(xì)粒微量合金鐵粉是一種性價(jià)比高的優(yōu)質(zhì)鐵粉，能夠與國際名牌鐵粉的性能媲美，為國產(chǎn)鐵粉走出國門，提高國際競爭力創(chuàng)造了契機(jī)。
文檔編號C21B13/00GK102827985SQ20121025702
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者梁經(jīng)冬, 梁毅, 梁建昂 申請人:長沙市岳麓區(qū)東新科技開發(fā)有限公司