[發明專利]一種制備高鈦鐵的新方法

無效

• 申請號: 201210345422.3
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102912381A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 梅澤鋒;翟玉春;梅平;王偉;朱翔鷹
• 申請（專利權）人: 江蘇江南鐵合金有限公司
• 主分類號: C25C3/36
• 分類號: C25C3/36;C25C3/34;C22B5/04;C21B15/02
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明屬于鐵合金生產技術領域，具體涉及采用鋁熱法制備高鈦鐵和高鈦鐵熔鹽電脫氧方法。

背景技術

目前世界上應用的高鈦鐵大部分是用重熔法制備的，重熔法生產的高鈦鐵氧含量低，含鈦大于60%以上的鈦鐵合金，由于其以廢鈦材料為原料，生產成本高。鋁熱還原法生產高鈦鐵是以金紅石、鐵精礦、鋁、發熱劑為原料，利用石灰和螢石作為造渣劑進行爐外還原。

鋁熱還原生產的含鈦大于60%的高鈦鐵氧含量在5-13%，只能用于對氧含量要求不嚴格的生產中，這就限制了鋁熱還原法生產高鈦鐵的應用。因此研究生產含氧量低的鈦鐵的方法具有很高的實際意義和價值。

發明內容

針對上述生產高鈦鐵的現狀，本發明提供了一種利用鋁熱法和熔鹽電化學法結合制備低氧高鈦鐵的新方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

????一種制備高鈦鐵的新方法，包括兩個步驟：

A.????鋁熱法制備高含氧量高鈦鐵：

a）原料處理：

將金紅石或高鈦渣磨細至粒度小于0.6mm，焙燒除去有機雜質和水分；

將鐵鱗、石灰、螢石磨細、篩分，粒度控制在1-2mm，并進行干燥；

將氯酸鈉干燥、輥壓，使其粒度小于1.5mm；

將鋁粒進行干燥，粒度控制在0.1-0.5mm；

b）添加鎂粉和鋁鈣，將上述原料及其鎂粉和鋁鈣按照質量百分比計算配比：金紅石或高鈦渣：鋁粉：鎂粉：鋁鈣：鐵鱗：石灰：螢石：氯酸鈉=1:?0.5-0.64：0-0.035:?0-0.1:?0.15-0.18:?0.05-0.2:?0.03-0.13:?0.14-0.30，混料；

c）將上述混料裝入反應容器中，點燃使其反應，制得高含氧量高鈦鐵；

B.????熔鹽電化學法制備低氧高鈦鐵

d)將上述制備的高含氧量高鈦鐵破碎成粉體，以氯化鈣或氯化鈣和氯化鈉混合物為電解質，高含氧量高鈦鐵粉體為陰極，石墨為陽極，采用電化學脫氧除高鈦鐵中的氧，其中Ar氣體保護，極間距大于等于1cm，反應溫度控制在840-860度；

e)電解后，取出陰極通過中頻爐熔化、鑄錠，取出冷卻除去表面的鹽，制得低氧高鈦鐵。

本發明步驟中所涉及的化學反應為：

TiO2+4/3Al=Ti+2/3Al2O3；SiO2+4/3Al=Si+2/3Al2O3；

2FeO+4/3Al=2Fe+2/3Al2O3；2/3Fe2O3+4/3Al=4/3Fe+2/3Al2O3；

3TiO2+2Al=3TiO+Al2O3；NaClO3+2Al=NaCl+Al2O3；

TiO2+4/3Al+2/3CaO=Ti+2/3(CaO*?Al2O3)；

本發明利用鋁熱法制備高含氧量高鈦鐵,利用熔鹽中電化學脫氧的方法制備含氧量低的高鈦鐵，方法簡單，能耗少，成本低，對環境無污染。本發明通過對其產品進行分析，生產的高鈦鐵的氧含量可控制在400ppm以下。

具體實施方式

實施例1：本發明涉及一種制備高鈦鐵的新方法，包括兩個步驟：

A.????鋁熱法制備高含氧量高鈦鐵：

a）原料處理：

將金紅石細至粒度小于0.6mm，500度焙燒3小時除去有機雜質和水分；

將鐵鱗、石灰、螢石進行球磨，磨細、篩分，粒度控制在1-2mm，并在100度下進行干燥；

將氯酸鈉進行輥壓處理、150度干燥，使其粒度小于1.5mm；

將鋁粒進行150度干燥，粒度控制在0.1-0.5mm；

b）添加鎂粉和鋁鈣，將上述干燥過的原料及其鎂粉和鋁鈣按照質量百分比計算配比：金紅石：鋁粉：鎂粉：鋁鈣：鐵鱗：石灰：螢石：氯酸鈉=1:?0.5：0.01:?0.1:?0.15:?0.05:?0.03:?0.15，混料；

c）將上述混料裝入反應容器中，后在原料表層放一些鎂屑作為點火劑，然后點燃使其反應，制得高含氧量高鈦鐵；

B.????熔鹽電化學法制備低氧高鈦鐵

d)將上述制備的高含氧量高鈦鐵破碎成粉體，以氯化鈣和氯化鈉混合物為電解質，氯化鈣和氯化鈉的摩爾比為1:1，將上述粉體裝入金屬網兜，金屬網兜與陰極引線連接組成陰極，使用石墨等碳素材料為陽極，采用電化學脫氧除高鈦鐵中的氧，其中電脫氧電壓低于氯化鈣和氯化鈉的分解電壓，使用Ar氣體保護，極間距大于等于1cm，反應溫度控制在850度；