一種脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法，其特征是：將脫磷脫鐵鈮渣、蘭炭與添加劑按100：（5-40）：（5-20）的重量比混勻壓塊，在高溫爐內(nèi)1200-1400℃條件下還原碳化焙燒，保溫60～120分鐘，隨爐冷卻至100～200℃，得到還原鐵和碳化鈮混合物；將得到的還原鐵和碳化鈮混合物取出后經(jīng)制粉、磁選，得到含鐵碳化鈮粉；其中：制粉磨礦至粒度小于0.074mm達(dá)到90wt%以上，磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度500-2000kA·m-1；將含鐵碳化鈮粉、石油瀝青焦與添加劑重量比為100：（10-50）：（10-100），冶煉溫度保持在1500～1650℃，冶煉時(shí)間為20-80分鐘，澆注冷卻，即可得到中級(jí)鈮鐵合金。其優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單、低能耗、環(huán)境友好、鈮收率高。
【專利說(shuō)明】一種脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金選礦冶金結(jié)合的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是鈮鐵合金消耗大國(guó)，約占世界的30%，幾乎全部依賴進(jìn)口。白云鄂博鐵稀土鈮共(伴)生礦，氧化物(Nb2O5)資源量660萬(wàn)噸，但是由于品位低，雜質(zhì)含量高，導(dǎo)致其不能直接入爐冶煉鈮鐵合金。
[0003]經(jīng)多年科技公關(guān)，目前開(kāi)發(fā)的最有效的流程是鈮精礦選擇性還原一熔分脫磷脫鐵鈮渣一電爐碳熱還原生產(chǎn)低級(jí)鈮鐵合金。由于鈮精礦鈮品位低，鈮氧化物(Nb2O5)只有4-5%，熔分脫磷脫鐵鈮渣鈮品位也低，氧化物(Nb2O5)只有7-8%，致使此種鈮渣難以達(dá)到冶煉中級(jí)鈮鐵合金的要求，其原因是渣量大，能耗高。如果將此種鈮渣直接進(jìn)行冶煉，只能生產(chǎn)低級(jí)鈮鐵合金，合金含鈮約15%Nb，顯著的增加了單位鈮金屬量成本。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)含氧化鈮10%以下的脫磷脫鐵鈮渣冶煉中級(jí)鈮鐵合金的報(bào)道。中國(guó)專利“一種利用鈮鐵精礦生產(chǎn)低級(jí)鈮鐵的制取方法”(專利申請(qǐng)?zhí)?0071015796.7)采用鈮精礦選擇性還原、熔分、電爐深度還原工藝，只能生產(chǎn)15%Nb左右的低級(jí)鈮鐵，其缺點(diǎn)是渣量大、電耗高、成本高。中國(guó)專利“鈮鐵精礦制取優(yōu)質(zhì)鈮鐵合金的方法”(專利申請(qǐng)?zhí)?1105485.5)，鈮精礦先經(jīng)鹽酸浸出、水洗、重選、磁選、焙燒預(yù)處理，再經(jīng)鋁熱法還原，生產(chǎn)高品位鈮鐵合金。問(wèn)題是流程太長(zhǎng)，環(huán)保問(wèn)題大，成本高，很難產(chǎn)業(yè)化。中國(guó)專利“用于煉鋼的含鈮鐵合金”(專利申請(qǐng)?zhí)?1105485.5)，采用錳礦+硅石+鈮精礦90%Nb205，用礦熱爐生產(chǎn)Mn-S1-Nb鐵合金，產(chǎn)品中Mn、Si太高，不可做煉鋼合金劑使用，只能做脫氧劑。此外，鈮精礦90%Nb205原料來(lái)源太困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種工藝簡(jiǎn)單、低能耗、環(huán)境友好型的脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
1)碳化焙燒:將脫磷脫鐵鈮渣、蘭炭與添加劑按100:(5-40):(5-20)的重量比混勻壓塊，在高溫爐內(nèi)1200-1400°C條件下還原碳化焙燒，保溫60?120分鐘，隨爐冷卻至100?200°C，得到還原鐵和碳化鈮混合物；
2)磁選:將得到的還原鐵和碳化鈮混合物取出后經(jīng)制粉、磁選，得到含鐵碳化鈮粉；其中:制粉磨礦至粒度小于0.074mm達(dá)到90wt%以上,磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度500_2000kA *m_1 ;本步驟鈮收率大于94%，鐵收率大于98%，其它大部分Si02、Ca0、Ti02、Na20、CaF2等氧化物不被還原也不碳化，排入尾渣；
3)電爐冶煉:將含鐵碳化鈮粉、石油浙青焦與添加劑重量比為100:(10-50):(10-100)，冶煉溫度保持在1500?1650°C，冶煉時(shí)間為20-80分鐘，澆注冷卻，即可得到中級(jí)鈮鐵合金。鈮鐵品位20-50%Nb，Si < 5%，工序鈮收率大于91%。
[0007]步驟I中還原碳化焙燒所采用的添加劑為氯化鈉、硼砂、氧化鈉中的一種或幾種； 步驟3中所述的冶煉過(guò)程所采用的添加劑為CaO、FeO、S12, CaF2, Al2O3的二元或多元混合物，添加劑按控制堿度0.8-1.2加入；
所述高溫爐為電阻爐或?yàn)樗淼栏G，電爐為中頻感應(yīng)爐或?yàn)殡娀t。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案采用了還原碳化焙燒、磁選和電爐冶煉三大工序，有以下優(yōu)占-
^ \\\.(I)還原碳化焙燒鈮渣，還原碳化劑為蘭炭，易得、價(jià)格低廉，反應(yīng)性能好。1400°c以下溫度，采用隧道窯還原碳化焙燒鈮渣易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0009](2)經(jīng)磁選含鐵碳化銀粉,可除去大部分Si02、CaO> T12> Na20、CaF2等雜質(zhì),氧化鈮的品位可提高一倍以上。
[0010](3)由于含鐵碳化鈮粉氧化鈮的品位可提高一倍，電爐冶煉單位鈮金屬輔料及電耗減少約50%。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明還原碳化焙燒、磁選和電爐冶煉工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:選擇脫磷脫鐵銀洛成分為:、Fe08.84mass%、Si0243.72mass%、Nb2058.54mass%、MgO1.33mass%、Ti0213.42mass%、Ca06.32%、CaF23.00mass%、RE05.44mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分11.50%,揮發(fā)份10.52%，固定碳70.98%，粒度-200目大于90% ;添加劑為硼砂，粒度-200目大于90% ;銀渣:蘭炭:添加劑重量比100:40:10。將料混勻壓球，形狀為Φ25πιπι煤球狀，裝入電阻爐進(jìn)行還原碳化，還原碳化溫度1380°C，時(shí)間120min。隨爐冷卻至常溫，將還原產(chǎn)物取出磨碎磁選，粒度為-200目大于90%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200 kA 然后把磁選含鐵碳化鈮料裝入中頻爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，添加劑為Ca0、Fe0、Si02、CaF2，按照堿度1.0配比進(jìn)行添加，冶煉溫度1600°C，冶煉時(shí)間60min。澆注冷卻得到中級(jí)鈮鐵合金。磁選含鐵碳化鈮料鈮品位(按Nb2O5分析)達(dá)到17.88%，中級(jí)鈮鐵合金鈮品位為35.26%，全流程鈮收率81.25%。
[0013]實(shí)施例2:選擇鈮渣成分為:Fe010.42mass%、Si0230.02mass%、Nb2056.54mass%、Mg02.03mass%、Ti0215.42mass%、Ca08.32、CaF23.03mass%、RE06.04 mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分11.50%,揮發(fā)份10.52%，固定碳70.98%，粒度-200目大于90% ;添加劑為氯化鈉，粒度-200目大于90%;鈮渣:蘭炭:助劑重量比100:35:8。將料混勻壓球，形狀為Φ25πιπι煤球狀，裝入電阻爐進(jìn)行還原碳化，還原碳化溫度1400°C，時(shí)間lOOmin。隨爐冷卻至常溫，將還原產(chǎn)物取出磨碎磁選，粒度為-200目大于90%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500 kA* 然后把磁選含鐵碳化鈮料裝入中頻爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，添加劑為Ca0、Fe0、Al203、CaF2，按照堿度0.8配比進(jìn)行添加，冶煉溫度1550°C，冶煉時(shí)間50min。澆注冷卻得到中級(jí)鈮鐵合金。磁選含鐵碳化鈮料鈮品位(按Nb2O5分析)達(dá)到15.38%，中級(jí)鈮鐵合金鈮品位為28.06%，全流程鈮收率80.51%。
[0014]實(shí)施例3:選擇脫磷脫鐵鈮渣成分為:、Fe05.45mass%、Si0239.54mass%、Nb2059.25mass%、MgO0.97mass%、Ti0216.48mass%、Ca08.55%、CaF23.45mass%、RE06.92mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分11.50%，揮發(fā)份10.52%，固定碳70.98%，粒度-200目大于90% ;添加劑為氧化鈉，粒度-200目大于90% ;銀渣:蘭炭:添加劑重量比100:35:18。將料混勻壓球，形狀為Φ25_煤球狀，裝入電阻爐進(jìn)行還原碳化，還原碳化溫度1400°C，時(shí)間120min。隨爐冷卻至常溫，將還原產(chǎn)物取出磨碎磁選，粒度為-200目大于90%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1600kA.πΓ1。然后把磁選含鐵碳化鈮料裝入中頻爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，添加劑為CaO、FeO、Al2O3,按照堿度1.2配比進(jìn)行添加，冶煉溫度1650°C，冶煉時(shí)間70min。澆注冷卻得到中級(jí)鈮鐵合金。磁選含鐵碳化鈮料鈮品位(按Nb2O5分析)達(dá)到21.75%，中級(jí)鈮鐵合金鈮品位為40.85%，全流程鈮收率83.46%。
【權(quán)利要求】
1.一種脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法，其特征是:本發(fā)明包括以下步驟: 1)碳化焙燒:將脫磷脫鐵鈮渣、蘭炭與添加劑按100:(5-40):(5-20)的重量比混勻壓塊，在高溫爐內(nèi)1200-1400°C條件下還原碳化焙燒，保溫60?120分鐘，隨爐冷卻至100?200°C，得到還原鐵和碳化鈮混合物； 2)磁選:將得到的還原鐵和碳化鈮混合物取出后經(jīng)制粉、磁選，得到含鐵碳化鈮粉；其中:制粉磨礦至粒度小于0.074mm達(dá)到90wt%以上,磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度500_2000kA.πΓ1 ； 3)電爐冶煉:將含鐵碳化鈮粉、石油浙青焦與添加劑重量比為100:(10-50):(10-100)，冶煉溫度保持在1500?1650°C，冶煉時(shí)間為20-80分鐘，澆注冷卻，即可得到中級(jí)銀鐵合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法，其特征是:步驟I中還原碳化焙燒所采用的添加劑為氯化鈉、硼砂、氧化鈉中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法，其特征是:步驟3中所述的冶煉過(guò)程所采用的添加劑為CaO、FeO、S12, CaF2, Al2O3的二元或多元混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法，其特征是:步驟3中所述的冶煉過(guò)程所采用的添加劑按控制堿度0.8-1.2加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷脫鐵鈮渣生產(chǎn)中級(jí)鈮鐵合金的方法，其特征是:所述高溫爐為電阻爐或?yàn)樗淼栏G，電爐為中頻感應(yīng)爐或?yàn)殡娀t。
【文檔編號(hào)】C22B1/02GK104328274SQ201410618526
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】劉玉寶, 趙二雄, 張先恒, 張志宏, 王小青, 陳國(guó)華, 徐廣堯, 葉新 申請(qǐng)人:包頭稀土研究院, 巴彥淖爾市農(nóng)墾弘通還原鐵有限公司