[发明专利]用稀土富集物制稀土铈硅、稀土镧硅合金的工艺及其产品

说明书

技术领域

本发明属于稀土合金制备领域，具体涉及利用湿法稀土富集物作原料，矿热法制取高稀土硅合金的工艺及其产品。

背景技术

目前，稀土合金的生产方法主要有四种，即：电热硅法、碳还原法熔盐电解法或兑混法。

以上诸法各有优劣，但普遍存在能耗高、稀土回收率低、炉龄短或生产周期长等问题，制约了稀土合金工业的发展。

本发明人提出的专利申请，即申请号为：01107843.X，申请日为2001年2月28日，名称为《在矿热炉制取高稀土铁合金的工艺及其产品》的专利申请，提出了第五种方法。第五法的工艺合理，电位梯度选择较宽，炉龄延长至半年以上，稀土回收率在90％以上，相对成本低；但仍有以下不足：

1.稀土焦化团块需在炉外处理，工艺较繁琐，周期较长；

2.湿法稀土富集物无法利用，原料大都采用磁选矿、浮选矿、重选矿等精矿，因而高稀土硅合金的成本相对较高；

3.电位梯度是对应稀土精矿条件设定，不能适应湿法冶金的富集物，如果照搬该，容易引起高温区坩埚上移，炉底上涨。

发明内容

本发明的目的是改进现有技术，提供一种原料采用湿法冶金的富集物，制取稀土铈硅合金、稀土镧硅合金的工艺及其产品，而周期短、成本低的新方案。

本发明是通过如下技术方案实施的：研制一种用稀土富集物制稀土铈硅、稀土镧硅合金的工艺，其特征是，主要工艺过程为：主要原料为湿法稀土冶金富集物，配碳量是湿法稀土富集物中稀土氧化物全部转化为碳化物所需碳量的2.8～3.5倍，加碳质粘合剂混匀挤压成型，在矿热炉内表层及沉料过程中，自焙焦化处理成焦化团块；再配入硅石、气煤焦及兰碳。焦化稀土团块中稀土金属与硅石中硅总量之比为1∶0.50～1.0；用焦碳作还原剂；工艺用碳量为理论用碳量的0.85～0.96；三者均匀加入矿热炉中冶炼，供电系统条件为：电位梯度0.90～1.20V/cm间可调，一次侧电流150～220A，二次侧电压74～88V；1.5～2h出合金一次，浇铸、破碎、精整得稀土硅合金。

上述的稀土富集物加入精煤粉焦化处理，是在矿热炉内利用炉表层300～900℃余热，利用煤的固有物化特性进行自焙焦化，上述的还原剂用焦碳是气煤焦及兰碳，其中气煤焦占40～60％。

一种用稀土富集物制稀土铈硅合金的工艺，其特征是稀土铈富集物：REO含量43～80％，CeO/REO 36～70％，粒度80～250目；BaO＜10％，CaO＜5％，TiO＜1％，TnO＜0.5％，稀土铈富集物用量30～100％，余量为稀土精矿。

一种用稀土富集物制稀土镧硅合金的工艺，其特征是稀土镧富集物：REO含量43～80％，LaO/REO 36～70％，粒度80～250目；BaO＜10％，CaO＜5％，TiO＜1％，TnO＜0.5％，稀土镧富集物用量30～100％，余量为稀土精矿。

上述的用稀土富集物制稀土铈硅合金、镧硅合金的工艺，其特征是所述的在制备团块时加的碳质粘合剂是酚醛树脂或焦油沥青，加入量是团块总量的5～20％。

一种在矿热炉制取的高稀土硅合金，其百分组成为RE 27～40％，其中Ce/RE 48％，La/RE34％，Si 35～58％，Al＜1.5％，Ba+Ca＜9％，Ti＜0.50％，Fe余量。

一种在矿热炉制取的高铈稀土硅合金，其特征在于团块加工时配入湿法冶金的铈富集物，REO含量45～75％，其中CeO/REO 47～70％，高铈硅合金的百分组成为RE 27～40％，其中Ce/RE47～70％，Si 35～58％，Al＜1.5％，Ba+Ca＜9％，Ti＜0.5％，Fe余量。

一种在矿热炉制取的高镧稀土硅合金，其特征在于团块加工时配入湿法冶金的镧富集物，REO含量45～75％的镧富聚物，其中LaO/REO 35～60％，高镧稀土硅合金的百分组成为RE 27～40％，其中La/RE 35～60％，Si 35～58％，Al＜1.5％，Ba+Ca＜9％，Ti＜0.5％，Fe余量。

本发明的优点是：

1.在矿热炉内利用炉表层300～900℃余热，利用煤的固有物化特性进行自焙焦化，稀土焦化团块无需在炉外处理，工艺简便，周期较短；