本發(fā)明涉及還原鐵粉的生產(chǎn)方法，特別涉及一種低品位釩鈦磁鐵礦粉生產(chǎn)天然微合金還原鐵粉的方法。
背景技術(shù)：
：隨著礦產(chǎn)資源不斷被開采和利用，高品位礦逐漸減少，于是低品位礦進(jìn)入了冶金工業(yè)，特別是低品位復(fù)雜礦產(chǎn)資源越來越多，難以簡單選別富集。遼西釩鈦磁鐵礦與攀西釩鈦磁鐵礦相比，具有自身的顯著特點(diǎn)，原礦中tio2含量4％-6％、tfe含量11％-13％，v2o5含量0.03％-0.10％，礦物構(gòu)成中硅酸鐵成分高，礦物晶粒尺寸極細(xì)并呈彌散相互嵌布，不利于冶煉。遼西釩鈦磁鐵礦經(jīng)過選礦過得到的鐵精礦，其中的礦物為伴生狀態(tài)，在常規(guī)的機(jī)械方法選別下無法將礦物進(jìn)行分離。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低品位釩鈦鐵粉生產(chǎn)天然微合金還原鐵粉的方法，該方法工藝合理，釩鈦磁鐵礦綜合利用率高，生產(chǎn)產(chǎn)品鐵粉純度高，加工成零件后強(qiáng)度高、硬度好。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種低品位釩鈦鐵粉生產(chǎn)天然微合金還原鐵粉的方法，其具體步驟如下：(1)超貧釩鈦磁鐵礦選礦將超貧釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦后獲得tfe品位在44％～47％、tio2品位在20％～22％的釩鈦磁鐵礦粉；(2)配料、還原將釩鈦磁鐵礦粉、硫酸鈉、螢石和蘭炭按照質(zhì)量比100:(5～7):(2～4):(5～7)轉(zhuǎn)入混料機(jī)混勻后，得到還原料，與還原劑一起裝入耐火罐中，裝料時(shí)，由耐火罐的中心至內(nèi)緣依次分層裝入還原劑、還原料、還原劑，所述還原劑由冶金焦、蘭炭、白云石和焦末組成，裝罐后進(jìn)隧道窯進(jìn)行還原，還原溫度為1100℃～1200℃，還原時(shí)間為30小時(shí)～40小時(shí)，冷卻到200℃以下，出窯卸罐；(3)磨選將經(jīng)還原的釩鈦磁鐵礦粉經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒度≤30mm，進(jìn)入一段球磨機(jī)進(jìn)行磨礦，出磨后，礦料經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)粒度＞325目的粗料返回球磨再磨，粒度≤325目的細(xì)料進(jìn)入水力旋流器再次分級(jí)，使經(jīng)分級(jí)的細(xì)料100目～325目物料占80％以上，進(jìn)入一次磁選，一次磁選時(shí)磁場強(qiáng)度為400gs；粗料進(jìn)入二段球磨，二段球磨出的粒度＞325目的粗物料返回二段球磨繼續(xù)球磨，細(xì)料經(jīng)分級(jí)后進(jìn)入一次磁選；一次磁選獲得的鐵精礦進(jìn)入搖床重選，搖床后的鐵精礦進(jìn)入精礦池濃縮脫水，入回轉(zhuǎn)式烘干爐烘干，得到鐵精礦干物料；搖床后的尾礦和一次磁選的富釩鈦料進(jìn)入二次磁選，二次磁選時(shí)磁場強(qiáng)度為3800gs，得到精礦富釩鈦料和中鐵礦；(4)烘干、霧化將鐵精礦干物料壓塊后送入中頻爐熔融，對(duì)熔化的鐵水進(jìn)行高壓水槍霧化，得到天然微合金還原鐵粉。進(jìn)一步的，所述還原劑中冶金焦的質(zhì)量含量為32％、蘭炭的質(zhì)量含量為38％、白云石的質(zhì)量含量為10％、焦末的質(zhì)量含量為20％。進(jìn)一步的，步驟(2)裝料時(shí)，五個(gè)耐火罐為一柱，一柱裝還原料80kg～90kg，一柱裝還原劑50kg～60kg。進(jìn)一步的，采用直徑305mm的耐火罐裝料時(shí)，由耐火罐的中心至內(nèi)緣依次分層裝入的還原劑、還原料、還原劑形成的還原劑層直徑為130mm、還原料層厚度為55mm、還原劑層厚度為30mm。將提純的遼西釩鈦磁鐵礦鐵精粉、蘭炭還原劑、鹽類添加劑和催化劑均勻混合成待還原料，再與還原劑相互并不混合的間層式裝填于耐火罐中，通過隧道窯進(jìn)行固體碳還原，還原料經(jīng)破碎、一段磨礦、一次磁選、搖床、二段磨礦、二次磁選得到高品位鐵精粉，烘干后，熔煉成鐵水高壓水槍霧化后，得到天然微合金還原鐵粉。其有益效果是：(1)還原借助固體還原劑蘭炭和添加劑，固體還原劑將礦粉中的氧化鐵還原成金屬鐵，并在硫酸鈉和螢石的作用下，使金屬鐵顆粒聚集增大，最后達(dá)到可以分選的效果。(2)還原-磁選法制備鐵粉，其主要原理是將釩鈦磁鐵礦在固態(tài)條件下進(jìn)行選擇性的直接還原，礦物中的鐵氧化物被還原成海綿鐵，而釩鈦仍保持氧化物形態(tài)，將所得產(chǎn)品細(xì)磨后分選可得高品位鐵精礦粉和富釩鈦料，鐵精礦粉中以固融形式存在的ti、v、co、ni等元素融入固溶體溶質(zhì)原子鐵中，從而使合金固溶體強(qiáng)度與硬度提高。附圖說明圖1是本發(fā)明(對(duì)應(yīng)實(shí)施例1)的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明(對(duì)應(yīng)實(shí)施例1)磨選工藝的流程圖；圖3時(shí)本發(fā)明使用的耐火罐的裝料示意圖；圖中：圖1-還原劑層ⅰ，2-模具ⅰ，3-還原料層，4-模具ⅱ，5-還原劑層ⅱ。具體實(shí)施方式實(shí)施例1(1)超貧釩鈦磁鐵礦選礦將tio2含量4.3％、tfe含量13％的朝陽釩鈦磁鐵礦，粉碎至粒度-50目，用磁選機(jī)進(jìn)行兩級(jí)選礦，得到tfe品位在46.82％，tio2品位在20.25％的釩鈦鐵精礦，具體含量如表1所示；表1釩鈦磁鐵礦tfetio2spsio2caomgo％46.8220.250.0250.0517.832.981.13k2ona2oal2o3feomnofe2o3vv2o50.160.121.8418.680.6346.180.761.37(2)配料、還原將釩鈦磁鐵礦粉、硫酸鈉、螢石和蘭炭按照質(zhì)量比100:7:3:5轉(zhuǎn)入混料機(jī)混勻后，裝入耐火罐中(裝料采用直徑305mm的耐火罐(壁厚2cm)裝料，裝料時(shí)，利用桶狀的模具ⅰ2和模具ⅱ4將耐火罐由中心至內(nèi)緣分成三個(gè)區(qū)域依次裝入的還原劑、還原料、還原劑，耐火罐由中心至內(nèi)緣依次形成直徑為130mm的還原劑層ⅰ1、厚度為55mm的還原料層、厚度為30mm的還原劑層ⅱ5，抽出模具)，還原劑組成為16kg、蘭炭19kg、白云石5kg和焦末10kg；五個(gè)耐火罐為一柱，一柱裝還原料90kg，一柱裝還原劑50kg；裝罐后進(jìn)入138米隧道窯進(jìn)行還原，還原溫度為1100℃，高溫還原時(shí)間為40小時(shí)，將釩鈦磁鐵礦鐵精粉中的氧化鐵還原成海綿裝金屬鐵，還原金屬鐵顆粒聚集增大最后達(dá)到可以分選的效果，金屬鐵粒度常見為20μm～30μm，50μm～60μm次之，最大為70μm～100μm，鈦礦主要為五氧化三鈦(黑鈦石)，粒度為20μm～40μm，進(jìn)行磨選處理可得到良好的鐵、鈦分離指標(biāo)；產(chǎn)品冷卻到200℃以下出窯卸罐；(3)磨選將經(jīng)還原的釩鈦磁鐵礦鐵精粉(釩鈦海綿鐵)經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒度≤30mm，進(jìn)入一段球磨機(jī)(φ1200×7000mm)進(jìn)行磨礦，出磨后礦料經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)粒度＞325目的粗料返回球磨再磨，粒度≤325目的的細(xì)料進(jìn)入水力旋流器再次分級(jí)，分級(jí)后細(xì)料(100目～325目占80％wt)進(jìn)入一次磁選(ctb618型400gs)，粗料進(jìn)入二段球磨(φ900×6000mm)，二段球磨出的粗物料返回二段球磨繼續(xù)球磨，細(xì)料(100目～325目占81％wt)進(jìn)入一次磁選；一次磁選獲得的鐵精礦進(jìn)入搖床重選，搖床后的鐵精礦進(jìn)入精礦池濃縮脫水準(zhǔn)備烘干，搖床后的尾礦和一次磁選的富釩鈦料進(jìn)入二次磁選(ctb618型3800gs)，二次磁選，得到精礦富釩鈦料和中鐵礦；(4)烘干、霧化將經(jīng)濃縮脫水的鐵精礦進(jìn)入回轉(zhuǎn)式烘干爐(φ1500×12000mm)進(jìn)行干燥，得到鐵精礦干物料，將鐵精礦干物料壓塊后送入中頻爐熔融(1500℃以上)，對(duì)熔化的鐵水進(jìn)行高壓水槍霧化，得到天然微合金還原鐵粉。實(shí)施例2(1)超貧釩鈦磁鐵礦選礦將超貧釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦后獲得tfe品位在44.2％、tio2品位在21.9％的釩鈦磁鐵礦粉；(2)配料、還原將釩鈦磁鐵礦粉、硫酸鈉、螢石和蘭炭按照質(zhì)量比100:5:4:7轉(zhuǎn)入混料機(jī)混勻后，裝入耐火罐中(裝料采用直徑305mm的耐火罐裝料，裝料時(shí)，利用桶狀的模具ⅰ(半徑為65mm)和模具ⅱ(半徑為120mm)將耐火罐由中心至內(nèi)緣分成三個(gè)區(qū)域依次裝入的還原劑、還原料、還原劑，耐火罐由中心至內(nèi)緣依次形成直徑為130mm的還原劑層、厚度為55mm的還原料層、厚度為30mm的還原劑層ⅱ，抽出模具)，還原劑組成為19.2kg、蘭炭22.8kg、白云石6kg和焦末12kg；五個(gè)耐火罐為一柱，一柱裝還原料80kg，一柱裝還原劑60kg；裝罐后進(jìn)入138米隧道窯進(jìn)行還原，還原溫度為1200℃，高溫還原時(shí)間為30小時(shí)，將釩鈦磁鐵礦鐵精粉中的氧化鐵還原成海綿鐵，冷卻到200℃以下出窯卸罐，金屬鐵粒度常見為20μm～30μm，50μm～60μm次之，最大為70μm～100μm，鈦礦主要為五氧化三鈦(黑鈦石)，粒度為20μm～40μm；(3)磨選將經(jīng)還原的釩鈦磁鐵礦鐵精粉經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒度≤30mm，進(jìn)入一段球磨機(jī)(φ1200×7000mm)進(jìn)行磨礦，出磨后礦料經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)粒度＞325目的粗料返回球磨再磨，粒度≤325目的的細(xì)料進(jìn)入水力旋流器再次分級(jí)，分級(jí)后細(xì)料(100目～325目占81％wt)進(jìn)入一次磁選(ctb618型400gs)，粗料進(jìn)入二段球磨(φ900×6000mm)，二段球磨出的粗物料返回二段球磨繼續(xù)球磨，細(xì)料(100目～325目占84％wt)進(jìn)入一次磁選；一次磁選獲得的鐵精礦進(jìn)入搖床重選，搖床后的鐵精礦進(jìn)入精礦池濃縮脫水準(zhǔn)備烘干，搖床后的尾礦和一次磁選的富釩鈦料進(jìn)入二次磁選(ctb618型3800gs)，二次磁選，得到精礦富釩鈦料和中鐵礦；(4)烘干、霧化將經(jīng)濃縮脫水的鐵精礦進(jìn)入回轉(zhuǎn)式烘干爐(φ1500×12000mm)進(jìn)行干燥，得到鐵精礦干物料，將鐵精礦干物料壓塊后送入中頻爐熔融，對(duì)熔化的鐵水進(jìn)行高壓水槍霧化，得到天然微合金還原鐵粉。實(shí)施例3(1)超貧釩鈦磁鐵礦選礦將超貧釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦后獲得tfe品位在45.2％、tio2品位在21.1％的釩鈦磁鐵礦粉；(2)配料、還原將釩鈦磁鐵礦粉、硫酸鈉、螢石和蘭炭按照質(zhì)量比100:6:2:6轉(zhuǎn)入混料機(jī)混勻后，裝入耐火罐中(裝料采用直徑305mm的耐火罐裝料，裝料時(shí)，利用桶狀的模具ⅰ和模具ⅱ將耐火罐由中心至內(nèi)緣分成三個(gè)區(qū)域依次裝入的還原劑、還原料、還原劑，耐火罐由中心至內(nèi)緣依次形成直徑為130mm的還原劑層、厚度為55mm的還原料層、厚度為30mm的還原劑層ⅱ，抽出模具)，還原劑組成為17.6kg、蘭炭20.9kg、白云石5.5kg和焦末11kg；五個(gè)耐火罐為一柱，一柱裝還原料85kg，一柱裝還原劑55kg；裝罐后進(jìn)入138米隧道窯進(jìn)行還原，還原溫度為1150℃，高溫還原時(shí)間為35小時(shí)，將釩鈦磁鐵礦鐵精粉中的氧化鐵還原成海綿鐵，冷卻到200℃以下出窯卸罐，金屬鐵粒度常見為20μm～30μm，50μm～60μm次之，最大為70μm～100μm，還原后釩鈦磁鐵礦中鈦礦主要為五氧化三鈦(黑鈦石)，粒度為20μm～40μm；(3)磨選將經(jīng)還原的釩鈦磁鐵礦鐵精粉經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒度20mm～30mm，進(jìn)入一段球磨機(jī)(φ1200×7000mm)進(jìn)行磨礦，出磨后礦料經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)粒度＞325目的粗料返回球磨再磨，粒度≤325目的的細(xì)料進(jìn)入水力旋流器再次分級(jí)，分級(jí)后細(xì)料(100目～325目占81％wt)進(jìn)入一次磁選(ctb618型400gs)，粗料進(jìn)入二段球磨(φ900×6000mm)，二段球磨出的粗物料返回二段球磨繼續(xù)球磨，細(xì)料(100目～325目占82％wt)進(jìn)入一次磁選；一次磁選獲得的鐵精礦進(jìn)入搖床重選，搖床后的鐵精礦進(jìn)入精礦池濃縮脫水準(zhǔn)備烘干，搖床后的尾礦和一次磁選的富釩鈦料進(jìn)入二次磁選(ctb618型3800gs)，二次磁選，得到精礦富釩鈦料和中鐵礦；(4)烘干、霧化將經(jīng)濃縮脫水的鐵精礦進(jìn)入回轉(zhuǎn)式烘干爐(φ1500×12000mm)進(jìn)行干燥，得到鐵精礦干物料，將鐵精礦干物料壓塊后送入中頻爐熔融，對(duì)熔化的鐵水進(jìn)行高壓水槍霧化，得到天然微合金還原鐵粉。表2本發(fā)明實(shí)施例1～實(shí)施例3身纏的天然微合金還原鐵粉的各元素指標(biāo)表(單位：wt％)從檢驗(yàn)數(shù)值看，利用朝陽釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)的天然微合金還原鐵粉已達(dá)到微合金鐵粉的各項(xiàng)指標(biāo)要求。其強(qiáng)度和耐磨性比用普通鐵粉或在普通鐵粉中人為加入等量級(jí)氧化物所制零件的性能都要高。合金元素的作用是鐵粉在運(yùn)輸和后序的加工過程中不會(huì)產(chǎn)生偏析消除成分偏析起著穩(wěn)定奧氏體的作用，用于制作燒結(jié)件時(shí)，燒結(jié)冷卻后，燒結(jié)材料顯微結(jié)構(gòu)中殘留的奧氏體，能提高燒結(jié)件尺寸的一致性，從而使制造的燒結(jié)零件較易保持精密尺寸公差，能夠有效的提高粉末冶金零件燒結(jié)狀態(tài)的力學(xué)性能，提高零件的韌性與沖擊性能。合金元素做成零件后，在燒結(jié)后可提高零件地力學(xué)性能，在進(jìn)行熱處理后，一般用于高強(qiáng)度、高精度的結(jié)構(gòu)零件。同時(shí)用朝陽釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)的天然微合金還原鐵粉為低磷、低硫的合金鐵粉。同時(shí)這種鐵粉更適合作為合金鐵粉的鐵基粉，另外在霧化過程中可以根據(jù)客戶的需要添加其他元素，使合金鐵粉具有更優(yōu)越的性能，和具有更廣泛的用途。并且朝陽地區(qū)具有得天獨(dú)厚的礦石儲(chǔ)蓄優(yōu)勢，因此用朝陽釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)天然微合金還原鐵粉有大好的發(fā)展前景，為中國冶金行業(yè)指明新的方向。朝陽金河粉末冶金材料有限公司采用釩鈦鐵礦制取的天然微合金高端還原鐵粉的應(yīng)用試驗(yàn)研究表明，采用該還原鐵粉試制的abs齒環(huán)、叉車補(bǔ)油泵齒輪，經(jīng)朝陽晟博粉末冶金制品有限公司檢測室檢測，其外觀尺寸及物理機(jī)械性能均達(dá)到質(zhì)量要求，該還原鐵粉可以制造中強(qiáng)度的粉冶制品，這一點(diǎn)是普通還原鐵粉難以達(dá)到的，主要原因是該鐵粉固溶有多種微量合金元素，是一種天然微合金鐵粉。因此采用釩鈦鐵精礦制取的還原鐵粉定位為具有高附加值的、可以用于制造中高強(qiáng)度粉冶制品的粉末冶金鐵粉。以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12