[发明专利]一种转底炉分离生产稀土硅铁合金的方法

说明书

本发明涉及一种利用转底炉分离含铁稀土矿后生产稀土硅铁合金的方法，包括(1)原料处理，(2)转底炉布料，(3)转底炉还原熔分，(4)二次制团和(5)稀土硅铁冶炼等步骤，通过对具体步骤的设置以及各个具体步骤进行改进，使得利用含铁稀土原矿生产稀土硅铁合金的整体效率得到提高，生产成本得到大幅度下降。

技术领域

本发明属于稀土矿利用领域，具体涉及一种利用含铁稀土原矿分离稀土然后冶炼稀土硅铁合金的方法。

背景技术

稀土硅铁合金是钢铁生产中非常重要的添加剂，可以对炼钢过程中进行脱氧、脱硫和稀土的添加，随着高附加值钢产量的逐年增加，对于稀土硅铁合金的需求也在日益提高，并且对稀土硅铁合金中的稀土含量也存在逐渐增加的需求。传统的稀土硅铁合金的冶炼一般采用矿热法和碳热法。工业生产比较多采用的是矿热法，主要以石灰为溶剂，以硅铁为还原剂来还原稀土矿，通过电炉加热来生产稀土硅铁合金。但是由于稀土矿中组成情况复杂，一般都是和其他金属矿共生，其中我国北方的很多稀土矿都是稀土、铁和铌共生的矿床，如果采用常规的矿热法，稀土原矿含有大量铁氧化物和其它杂质，且在1700℃以上的环境下还原金属铁不仅会造成炉料运行不顺，而且大幅增加矿热炉的能耗，增加焦炭等还原剂量的手段则会给环境带来很大负担并且生产成本比较高。传统的含铁稀土原矿很难作为稀土硅铁合金的原料进行冶炼。

转底炉经过多年的发展，已经成为生产珠铁、海绵铁和金属化球团的常用设备了，转底炉作为处理复合稀土铁矿设备具有低成本、环境友好度高等特点，但是转底炉处理稀土矿的全流程工艺目前为止还没有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提出一种转底炉分离生产稀土硅铁合金的方法。

具体通过如下技术手段实现：

一种转底炉分离生产稀土硅铁合金的方法包括如下步骤：

(1)原料处理，原料采用含铁稀土原矿和煤粉，先将所述含铁稀土原矿和煤粉按照(8～9)∶(1～2)的重量份进行混合后加入到球磨机中进行球磨，将所述含铁稀土原料和煤粉球磨到小于200目后出球磨机，然后再向混合粉料中加入混合粉料总质量1～3％的粘结剂、混合粉料总质量0.3～0.8％的添加剂以及混合粉料总质量5～9％的水后，在混料机中混匀；然后将混匀之后的混合粉料转运到造球机中制成球团，烘干后得到混和球团；所述添加剂为CaO或Na₂CO₃或二者的混合物。

(2)转底炉布料，在转底炉的可转动环形炉底上铺设2～3mm的煤粉，然后将步骤(1)得到的混和球团通过进料机均匀放置于铺设的煤粉上，同时再在铺设好的混和球团顶端撒入混和球团总重量2～6％的煤粉。

所述转底炉包括炉壁、炉顶和可转动环形炉底，在所述炉壁上间隔安装有有煤气烧嘴和二次风喷嘴，并设置有弧形活动隔墙，所述弧形活动隔墙能够沿着转底炉轨道而在转底炉的入料口和出料口之间移动，所述弧形活动隔墙沿着所述可转动环形炉底的转动方向上依次设置有预热区、低温还原区、高温熔融区、均热一区、均热二区和冷却区，在所述入料口设置有进料机，在所述出料口设置有出料机。

(3)转底炉还原熔分，转底炉的高温熔融区的熔分温度为1280～1390℃，还原熔分时间为20～35min，然后球团通过出料机排出转底炉，经过冷却、深度破碎和磁选步骤得到珠铁和富稀土渣。

(4)二次制团，将步骤(3)得到的富稀土渣中加入水玻璃，调节其pH值为6～7，然后加入富稀土渣总质量20～28％的碳粉和22～28％的碱性粘结剂，然后在造球机中压制成稀土球团。

(5)稀土硅铁冶炼，将步骤(4)得到的稀土球团与硅石、煤粉按照质量比为1∶(1.2～1.5)∶(0.6～0.8)的比例一同加入到电炉中，然后再加入混合物总重量12～18％的钢，然后电炉通电起弧加热熔炼，熔炼温度为1600～1680℃，熔炼时间控制为1.5～2.8小时，然后出炉浇铸，得到稀土硅铁合金。