用还原磨选法制取微合金铁粉的方法

1.一种用还原磨选法从复杂钒钛铁精矿或钛铁矿中制取含 钒钛元素的优质铁粉的方法主要包括配料、混料、还原、磨矿、分 选、干燥、退火工艺步骤，其特征在于：本发明的工艺流程步骤 具体是：
1)以复杂钒钛铁精矿或钛铁矿物为原料、与钠盐添加剂、固 体还原剂的配料重量比为100∶3～10∶10～20，其中钠盐添加剂 可以为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠或该三者配料，固体还原剂可选 用石油焦或碎焦或煤；
2)用机械将上述配料均匀混合后，经压块机压制成块状物料， 并送至隧道窑进行直接还原，其还原温度为1150～1220℃，还原 时间为3～13小时；
3)将上述还原块用改进型万能粉碎机破碎至2～0.3毫米，然 后用长径比大、磨矿介质尺寸小的改进型磨机进行磨矿，其磨矿 粒度为-200目占50～70％；
4)将上述破碎和阶段磨矿物料进行重选分离，其重选精矿经 脱水过滤、干燥、退火得到含钒钛元素的优质铁粉，其退火温度 为700～900℃，时间为2～4小时、还原介质可以为H2或分解氨。

本发明涉及到一种微合金铁粉的制取方法。\n迄今为止，从复杂低品位铁精矿(例如由钒铁磁铁矿矿石经 机械分选而获得)中制取铁粉的方法很少，例如：苏联曾对钒钛 磁铁矿精矿进行配料、混合、还原、磨矿、分选、干燥、退火的 工艺步骤，其工艺流程见附图1所示，在添加15％氯化钠、1050℃ 条件下进行直接还原，然后通过磨细、磁选等工艺制得含铁98％ 以上的铁粉和TiO275％以上的富钛料(见“Tитан иего Cплавы， Mеталлургия и Xимия Tитана，1961，СГР.64-74，Aиссср Mосква，”)。该方法用氯化钠作添加剂，用量大、对设备腐蚀严重， 研制中未涉及铁粉的物理工艺性能(如颗粒形状与压制性能等)， 也未研究破碎磨矿方法对铁粉物理工艺性能的影响及解决问题的 途径，未考察如何利用微量合金元素提高铁粉性能的方法及条件， 更未涉及与工业化有关的工艺参数。\n本发明的目的是：降低添加剂的用量，以利解决设备腐蚀问 题，并提供一种使铁粉产品具有良好工艺和力学性能参数的工业 化制取方法。\n本发明的主要技术方案是：选择原料与钠盐添加剂、固体还 原剂的合适配比，通过物料的机械混合和机械压块后送入隧道窑 进行还原，还原产物用改进型万能粉碎机破碎至2～0.3毫米，再 用长径比大介质尺寸小的改进型磨机进行阶段磨矿，再经重选，重 选精矿再通过脱水过滤、干燥、退火后获得优质铁粉产品。\n本发明的工艺流程步骤具体如下：\n一、混料、压块：\n1.配料与混料：将复杂钒钛铁精矿或含钛、铁物料与钠盐添 加剂、固体还原剂按100∶3～10∶10～20的重量比配料，并用机 械均匀混合。钠盐添加剂可为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠或三者配 用、固体还原剂可用石油焦或碎焦或煤。\n2.压块：用压块机将上述均匀混合料压制成块，以作还原物 料。\n二、隧道窑还原\n针对矿物原料的还原特性、采用隧道窑直接还原，在还原温 度为1150～1220℃、时间为3～13小时的条件下，物料中的氧化 铁充分还原为金属铁、并借助钠盐添加剂的作用，使金属铁晶粒 长大到可以机械分选的程度。\n三、还原料的破碎与磨矿\n为了保证获得良好的颗粒形状和粒度组成的铁粉产品，本工 序采用改进型万能粉碎机将还原料破碎到2～0.3毫米，然后再用 长径比大、介质尺寸小的改进型磨机进行磨矿，磨矿粒度为-200 目占50～70％。\n四、重选和磁选\n将上述破碎和阶段磨细物料进行重选分离，获得的重选精矿 为下步加工铁粉的原料，重选尾矿经弱磁选机扫选获得的铁中矿 及含钒钛较高的富钒(钛)料两种物料可另作综合回收处理。\n五、脱水、干燥及低温退火\n将上述重选的精矿经脱水过滤之后，进行快速干燥、低温退 火处理而获得优质铁粉。本工序用退火炉作为退火装置，其退火 工序用H2(或分解氨)作还原剂介质、温度为700～900℃、时间 为2～4小时。\n本发明的工艺流程如附图2所示。\n实施例\n利用上述工艺，对某矿选矿厂产出的未经予先提钒或经提钒 的低品位复杂铁精矿进行了试验。其试验的物料组成分别为：A 样含全Fe51.5％、SiO24.94％、Al2O35.13％、CaO1.42％、MgO3.54％、MnO0.33％、TiO212.18％、V2O50.53％、S0.56％； B样含全Fe53.54％、SiO22.05％、Al2O33.60％、MgO2.87％、 CaO0.64％、S0.10％、TiO212.46％、V2O50.055％；上述A、 B两种矿样均含有少量的Ni、Cr、Co、Cu等。\n该工艺各工序典型试验条件为：混料与直接还原：机械混料， 机械压块，机械装卸，还原温度1150～1180℃，时间为4小时，碎 矿：破碎至-2mm；磨矿：第一段磨矿粒度为-200目占65％；第 二段磨矿粒度为-200目占55％；重选：阶段磨矿、阶段选别；磁 选：对重选尾矿进行扫选；退火：用H2作还原介质，温度为800℃， 时间为2.5小时。\n采用本发明的工艺流程，在上述试验条件下，针对A、B矿样 而言，可以获得含铁＞98.5％、TiO20.05～0.15％、V0.026％、 Co0.044％、Ni0.024％、Cu0.017％、Mn0.015％和Cr0.008％ 等的微合金优质铁粉(该铁粉的压制性达到6.85/[厘米]3)。\n本发明与现有技术相比，具有的优点是：钠盐添加剂用量少， 制取的铁粉产品TiO2含量低，并固溶钒、钛、镍、铬、钴等多种 元素，该工艺可在钒、铁钛比变化很大且矿物成份复杂的矿石范 围内应用。