[发明专利]一种生产稀土硅铁合金的方法

说明书

本发明公布了一种生产稀土硅铁合金的方法，其针对现有硅热法生产稀土硅铁合金的诸多不足，提供一种基于富铈渣原料，能够提高合金中稀土收率，提高硅还原剂中硅的转化利用率，通过减少硅的烧损达到提高合金中Si含量，降低还原电耗，减少工艺产渣量的方法。本发明方案基于富铈渣原料来进行稀土硅铁合金的生产，合金冶炼过程在1200℃以下即可顺利实现，大幅度提高了硅热法工艺生产稀土硅铁合金过程中的稀土收率，通过减少硅的烧损达到提高硅元素的转化利用率和提高合金中Si含量的技术目的。同时，本发明方案降低了冶炼还原温度的工艺要求，且冶炼环节的生产周期明显缩短，因此，冶炼过程的电耗水平明显下降。

技术领域

本发明涉及一种生产稀土硅铁合金的方法，其属于稀土火法冶金的技术领域；本技术要求利用工业废渣作为冶金原料，也属于废弃资源综合利用的技术领域。

背景技术

稀土硅铁合金是我国稀土中间合金工业的主要产品，其是由稀土与硅铁组成的中间合金，其既可用作炼钢生产的脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂，又可用作铸铁生产的孕育剂、蠕化剂和球化剂。它能显著改善钢的塑、韧性，特别是横向塑、韧性和低温塑、韧性，冲压性能好。目前，各种型号的稀土硅铁合金已被广泛用于钢铁、汽车、机械等工业领域。

稀土硅铁合金生产的方法主要有两种方法，一种是用矿热炉冶炼，采用碳作为还原剂，即碳热法，又称一步法；另一种是采用电弧炉（或感应炉）来进行生产，用硅铁来还原稀土氧化物（或稀土精矿），即硅热法，又称两步法。就硅热法工艺的技术发展历程来看，由于其工艺操作简便，合金成分易于控制，所以很长时间以来一直是国内外稀土硅铁合金生产的主流工艺技术。

国内传统的硅热法稀土硅铁合金生产工艺，是利用富稀土中贫铁矿经高炉脱铁后的稀土富渣、稀土精矿脱铁渣或氟碳铈矿精矿等稀土类原料与石灰、硅铁混合后在电弧炉中冶炼生产合金，这是结合了我国稀土资源特点所开发的工艺流程。尤其是90年代以后，我国开始大规模开发利用氟碳铈矿，尤其是四川冕宁稀土矿的开发提供了稀土品位较高(REO﹥40%)的氟碳铈精矿作为硅热法生产稀土硅铁合金的新原料体系；这在很大程度上促进了硅热法工艺趋于成熟稳定，推动了稀土硅铁合金领域的产业进步。这种原料的优点是稀土矿物为单一的氟碳铈矿，基本不含独居石，放射性低，钛含量低；通常使用含30%～50%REO的精矿为原料，从工艺方面考虑，使用这种原料比包头混合稀土矿难度小，产品质量也得到了提高，可以生产出低钛、低铝、低钙的稀土硅铁合金。根据文献报导，南京特种合金厂曾联合数家企业采用氟碳铈矿冶炼稀土硅铁合金，其工艺是将稀土精矿粉用普通硅酸盐水泥粘结压制成块，与石灰、硅铁、工业硅、氟石混合加入炉内冶炼，取得了较为良好的技术经济指标：合金中稀土收率可达65% ，单位电耗3400度/吨左右，冶炼1 t 合金的废渣排放量为3t。

近几年，基于稀土资源保护、生产成本因素以及促进稀土产业链平衡发展的角度，国内的稀土硅铁生产企业开始尝试利用富铈渣（来源于四川氟碳铈矿湿法冶金所产生的工艺废渣）作为硅热法稀土原料，虽经几年的不断改进完善，但是，其稀土收率仅可达到45%左右，单位电耗3300-3400度/吨，冶炼1t合金的废渣排放量减少至1.5t。

总体上看，硅热法工艺一般都需要在1400℃以上的高温下进行还原反应，且存在着稀土元素回收率低（根据原料不同，介于45%～65%之间），合金中Si含量低（一般都小于44%），总电耗高（以每吨稀土硅铁合金计达到3300～3400kW·h），工艺产渣量偏大的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有硅热法生产稀土硅铁合金的诸多不足，提供一种基于富铈渣原料，能够提高合金中稀土收率，提高硅还原剂中硅的转化利用率，通过减少硅的烧损达到提高合金中Si含量，降低还原电耗，减少工艺产渣量的方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种生产稀土硅铁合金的方法，其特征在于其由如下步骤实现：

（1）将富铈渣与生石灰进行混合，于800-1200℃煅烧0.5-3h，再将煅烧料进行细磨得到煅烧料细粉；