[發明專利]一種用攀西釩鈦磁鐵精礦獲取超低氫損合格微合金鐵粉的方法

有效

• 申請號: 201610244573.8
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105695844B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 楊雪峰;林安川;劉曉紅;王濤;呂福燕;張寶軍;馬燕鴻;游俊;林德湛;李秋萍
• 申請（專利權）人: 玉溪大紅山礦業有限公司
• 主分類號: C22C33/00
• 分類號: C22C33/00;C22B5/18;C22B5/10
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司53100
• 代理人: 徐玲菊,蔣文睿

技術領域

本發明涉及一種用攀西釩鈦磁鐵精礦獲取超低氫損合格微合金鐵粉的方法，屬于直接還原鐵粉制造技術領域。

背景技術

赫格納斯法是當今還原鐵粉工業生產的主要工藝，鐵精礦制取還原鐵粉的赫格納斯法所采用的原料主要是通過普通鐵精礦提純的超級鐵精礦(品位不低于70％)，產品為普通鐵粉。但對于國內來說，高品位高穩定性鐵精礦資源分布不足，且在鐵精礦提純至超級鐵精礦途徑上代價過于昂貴，經濟性不足。這使得國內依靠超級鐵精礦制造還原鐵粉競爭力日漸下降，中高端鐵粉市場又被國外鐵粉所占據。因此，開拓使用資源豐富、價格低廉而又富含合金元素的攀西釩鈦磁鐵礦資源，對于增強粉末冶金企業市場競爭力至關重要。

從國內鐵礦石資源分布及特點看，攀西地區釩鈦磁鐵精礦資源豐富，品質穩定，并且，釩鈦磁鐵礦是以鐵、釩、鈦元素為主，并伴有鈷、鎳等其它多種元素的多元共生鐵礦。從資源利用、降低還原鐵粉制備成本和改善產品特性出發，充分利用釩鈦磁鐵礦資源及其合金元素具有極為現實的意義。

一般地，用于生產粉末冶金鐵基制品的還原鐵粉，其質量指標包括：物理、工藝性能，如篩分粒度組成、松裝密度、流動性、壓縮性和燒結尺寸穩定性等。化學成分，如鐵、碳、氧、硫、磷等和酸不溶物含量，氧含量可用氫損（在氫中還原的損失重量）近似地表示。氫損作為表征鐵粉純凈度的重要指標之一，對改善鐵粉物理工藝性能和粉末冶金制品具有重要的意義。如作為制造高密度、高強度的機械零件之用，對鐵粉的氧含量和壓縮性（鐵粉在一定壓力下壓制后能達到的壓坯密度）指標有嚴格的要求。微合金鐵粉是針對低品位、復雜釩鈦磁鐵礦研發出的一種全新的還原鐵粉。鐵粉天然固溶有母礦內的Ti、V、Co、Ni、Cu、Cr等元素，能夠更加充分地發揮這些合金元素的固溶強化和彌散強化效應。因此，利用攀西釩鈦磁鐵精礦規模化生產出低氫損合格微合金鐵粉，不僅對于降低還原鐵粉制備成本、發揮微合金鐵粉優異性能并最終達到部分取代進口還原鐵粉具有積極意義，并對于鐵粉后續深加工技術產品起到良好支撐作用。

攀西釩鈦磁鐵礦是一種復合礦物相，是由磁鐵礦、鈦鐵晶石、鎂鋁尖晶石和鈦鐵礦片晶及微細粒磁黃鐵礦片晶等組成的一種固溶體，相互嵌布極為微細，脈石礦物以普通輝石、斜長石為主，用機械選礦方法無法解離。采用催化還原結合磨選工藝，利用攀西釩鈦磁鐵礦制備微合金鐵粉過程繁復，工序環節質量控制點多，具體工藝流程為：攀西釩鈦磁鐵礦+內配碳+工業鹽→混合料+邊煤+石灰石粉→長時間加溫保溫催化還原→三級磨礦磁選→搖床淘洗→二級螺旋濃密、淘洗、運輸→脫水→干燥→篩分→磁選→二次還原鋼帶爐→破碎→除塵去雜→篩分分級→合批成品。在進入二次還原鋼帶爐前就經過了六道處理工序，而每經過一道工序，原料質量和穩定性發生變化，均會對下一道工序操作參數、中間產品質量產生重大影響。最終影響到微合金鐵粉化學成分及物理工藝性能指標。

據有關文獻報道，用純氫氣為還原劑利用推舟爐進行精還原可以得到HL<0.25%的微合金鐵粉。但是規模化應用鋼帶式退火爐進行二次還原得到HL<0.18%的超低氫損微合金鐵粉尚鮮有報道。正是由于從攀西釩鈦磁鐵精礦得到合格微合金鐵粉中間過程關鍵質量控制點甚多(9個)，而還原劑含氫量純度不高(3H₂+1N₂)，僅僅為75%，因而對脫氧還原透徹得到低氫損合格微合金鐵粉存在很大難度。此外，為便于連續穩定均衡進行生產過程，必須對每一個工序環節設置控制要點和指標控制目標。

因此，為有效解決目前國內還原鐵粉成本高昂、性能不佳等競爭力不強等問題，必須系統研發利用資源豐富、價格低廉且含有多種合金元素的攀西釩鈦磁鐵礦作為原料制取高TFe含量(>98.5％)、低C含量(<0.025%)、低HL含量(<0.18%)且固溶有釩(V)、鈦(Ti)、鈷(Co)、鎳(Ni)等多種合金元素品質優異的微合金鐵粉新的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種100%以低品位攀西釩鈦磁鐵精礦為原料，在經過混勻、催化還原、磨選分離、脫水、烘干、篩分、磁選工序后，能夠應用鋼帶式精還原爐以氫氣純度75% (3H₂+1N₂) 氨分解氣為還原劑，最終規模化生產超低氫損合格微合金鐵粉的方法。既充分利用資源豐富而又相對廉價得多的攀西釩鈦磁鐵礦資源，并獲取富含多種合金元素、性能優異的超低氫損微合金鐵粉。

本發明通過下列技術方案實現：一種用攀西釩鈦磁鐵精礦獲取超低氫損合格微合金鐵粉的方法，經過下列步驟：