[發(fā)明專利]用于煉鋼的鎳銅鐵合金及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310657483.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103938081A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝廷聲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 謝廷聲
• 主分類號(hào): C22C38/16
• 分類號(hào): C22C38/16;C22C38/08;C22C33/04;C22C35/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是用于煉鋼的鎳銅鐵合金及制備方法，屬于化學(xué)冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎳和銅同屬于有色重金屬，它們的理化性質(zhì)、冶煉工藝、礦物資源上都是十分相似，又同都是煉鋼合金化元素，它們又都能與硅、鐵等形成合金。這對(duì)研究和生產(chǎn)鎳和銅的制造提供了有利條件和科學(xué)依據(jù)。

它們用礦石或精礦生產(chǎn)鎳銅鐵的生產(chǎn)方法較多，概括起來(lái)有火法與濕法兩大類。火法生產(chǎn)鎳和銅是主要方法，占鎳銅產(chǎn)量的80%(質(zhì)量以下同)以上。鎳、銅硫化礦的火法生產(chǎn)工藝流程：第一步，硫化礦/精礦焙燒；第二步，在熔爐中熔煉成鎳锍或銅锍，是鎳或銅、鐵和硫的化合物；第三步，轉(zhuǎn)爐吹煉去除硫、鐵及其他雜質(zhì)，生產(chǎn)粗鎳或粗銅；第四步，電解精煉生產(chǎn)電鎳、銅。

目前，除火法生產(chǎn)鎳、銅以外，尚有其他方法。如鎳鐵合金，是用碳熱還原法生產(chǎn)，所用的原料只限于氧化鎳礦和硅酸鹽鎳礦；也有火法生產(chǎn)的鎳銅鐵合金，它是用石灰與礦物中的鐵比0.25--0.5％作熔劑,合金中含硅5%，這種合金在無(wú)硅鋼和低硅鋼中是不能使用。在煉鋼的鐵合金中，含硅5%以下為雜質(zhì)。若在煉鋼中全面使用這種合金，必須進(jìn)行除硅處理；也有的技術(shù)是一次火法熔煉粗銅，是用石灰或石灰石作脫硫劑生產(chǎn)的粗銅含雜質(zhì)較多。須電解在煉鋼中才能使用；現(xiàn)在市場(chǎng)上也有鎳銅鐵合金，它是用純金屬的廢料二次重熔制成一種合金。由于受資源限制產(chǎn)量低，價(jià)格也不便宜。上述技術(shù)生產(chǎn)的鎳、銅及合金由于雜質(zhì)較多，生產(chǎn)成本高，價(jià)格較貴等原因，在煉鋼中尚未能使用，目前仍用純金屬鎳和銅作合金劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是用鱗鐵加熔劑脫硫,一步火法生產(chǎn)鎳銅鐵合金，用于煉鋼合金劑，替代純金屬的鎳和銅。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本發(fā)明生產(chǎn)的鎳銅鐵合金，用鎳銅的硫化礦（精礦）作原料，用鱗鐵（含有FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）與熔劑（如：石灰、石灰石、電石、瑩石等），配合使用作脫硫劑。在熔爐（如鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐等）中，一步法熔煉鎳銅鐵合金。要用氧化礦作原料時(shí)，將它們的氧化礦經(jīng)硫化焙燒處理，再進(jìn)行火法熔煉。

本發(fā)明用硫化礦生產(chǎn)鎳銅鐵，其原理是：硫化銅（CuS）、硫化鎳（NiS）在500℃左右，生成硫化亞銅（Cu₂S）、硫化亞鎳（Ni₂S）即4CuS→2Cu₂S+S₂和4NiS→2?Ni₂S?+S₂。硫化亞銅和硫化亞鎳在1150℃以上時(shí)，鱗鐵和熔劑中的氧與硫化亞銅硫化亞鎳中的硫結(jié)合，生成二氧化硫逸出,銅與鐵結(jié)合生成鎳銅鐵合金。即：Cu₂S+Ni₂S＋2FeO=2FeCuNi+SO₂↑。

鱗鐵與熔劑配合使用脫硫劑，一、増強(qiáng)氧化鐵的活度,提高鱗鐵脫硫能力，二、熔劑中氧化物中的氧也參與脫硫，三、爐渣流動(dòng)性好。要硫化礦中含硫過(guò)高（≥20%），用鱗鐵量大，使銅鐵合金中含鐵過(guò)高。這時(shí)可少用鱗鐵，多加熔劑，減少合金中的鐵含量。鱗鐵與熔劑配合比，應(yīng)根據(jù)硫化礦中鐵和硫的含量多少變化而變化。鱗鐵與熔劑的比1--5之間。

所用硫化鎳礦（含精礦粉）或硫化銅（含精礦粉）中的含硫量，與鱗鐵加熔劑中的含氧量的比例為1：0.3--0.8。在爐料中還要加入5%-10%的碳質(zhì)燃料，如煤、焦炭等。

鎳與銅的理化行為相似，礦物性質(zhì)相似，生產(chǎn)工藝基本相同，又能與鐵形成合金。鎳、銅礦多為共生礦，鎳礦中含有少量的銅，銅礦中含有少量的鎳，稱鎳銅硫化礦。因此，合金中含有少量的鎳或銅。合金中要提高鎳的成分，可增鎳礦用量。合金中要提高銅的成分，可增銅礦用量，制成合金為鎳銅鐵合金。

要提高合金中鎳或銅含量，用鎳、銅礦和礦精粉達(dá)不到合金成分時(shí)，可選用冰鎳或冰銅替代它們的礦物。

可以用銅鐵或鎳鐵與金屬銅、鎳進(jìn)行二次重熔，制成鎳銅鐵合金。

目前，生產(chǎn)銅、鎳工藝是：將硫化礦原料投入熔爐中，生產(chǎn)出鎳或銅、鐵、硫的化合物——冰鎳或冰銅。在將冰銅或冰鎳投入轉(zhuǎn)爐熔煉，吹入富氧空氣脫除冰銅或冰鎳中的硫，制成粗銅或粗鎳。在脫硫同時(shí)，將冰銅或冰鎳中的大量鐵和少量的鈷、鉻等煉鋼有用元素被空氣氧化成為渣去除。對(duì)于煉鋼的材料是種資源浪費(fèi)。本發(fā)明用鱗鐵和熔劑配合使用，只脫去冰銅或冰鎳中的硫，保留鐵可增加鋼產(chǎn)量。同時(shí)，又省略了轉(zhuǎn)爐脫雜和電解提純兩道工序。