[发明专利]采用铁矾渣与钒钛磁铁尾矿制备铁钛合金粉末的方法

说明书

本发明公开了一种采用铁矾渣与钒钛磁铁尾矿制备铁钛合金粉末的方法，先球磨处理铁矾渣、石墨粉和碳酸钙粉混合粉，再将钒钛磁铁尾矿、氧化钠、氟化钙混合粉在烧结炉中低温预烧；制得的两种混合粉末制粒、脱脂；最后将脱脂后粉末进行还原烧结、粉碎、过筛，最终得到铁钛合金粉末材料。此方法具有成分控制精度高，工艺稳定性和重复性较强，可实现高纯铁钛合金粉末的制备。

技术领域

本发明涉及合金粉末制备技术领域，特别涉及一种采用铁矾渣与钒钛磁铁尾矿制备铁钛合金粉末的方法。

背景技术

铁矾渣主要包含氧化铁、氧化钙、氧化铝等物质，主要用于水泥填料、混凝土添加剂，其含有的重金属离子很难固化，易污染水资源。钒钛磁铁尾矿主要包含二氧化硅、氧化钙、氧化钛等，主要用于制造建材，工业附加值较低。因此，需开辟新方法，改变原来技术思路，实现两种尾矿高附加值、绿色应用至关重要。

铁钛合金是一种钢铁冶金脱氧剂，工业需求很大，传统的合金制备方法成本居高不下。若采用还原技术，将铁矾渣与钒钛磁铁尾矿相结合制备铁钛合金粉末，将对重金属离子固化、提高尾矿附加值、绿色生产产生深远影响。

发明内容

本发明是针对常见手段难以解决重金属离子固化、提高尾矿附加值问题的研发领域现状，提供一种采用铁矾渣与钒钛磁铁尾矿制备铁钛合金粉末的方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种采用铁矾渣与钒钛磁铁尾矿制备铁钛合金粉末的方法，包括以下步骤：

1)按一定配比称取铁矾渣、石墨粉和碳酸钙粉，置于搅拌球磨机中，进行均匀细化处理得到微米级混合粉；

2)将钒钛磁铁尾矿、氧化钠、氟化钙按一定比例混合，在烧结炉中低温预烧；

3)将两种混合粉末装入圆盘制粒机中制粒，再置于鼓风干燥机中脱脂；

4)将脱脂后粉末颗粒送入气氛炉进行还原烧结，最后粉碎、过筛，最终得到铁钛合金粉末材料。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，铁矾渣、石墨粉和碳酸钙粉质量比＝(89.8～95)：(1.6～3.3)：(3.4～6.9)；搅拌球磨机转速260～350转/分，球料比3:1，球磨15～25小时。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，钒钛磁铁尾矿、氧化钠、氟化钙质量比＝(88.3～92.2)：(5.4～8.3)：(2.4～5.9)；低温预烧温度550～670℃，保温4～6小时。

作为本发明的进一步改进，步骤3)中，圆盘制粒机转速11～25转/分，成球剂为PVA水溶液；脱脂温度320℃，时间6～9小时。

作为本发明的进一步改进，步骤4)中，还原气氛为一氧化碳，还原温度810～930℃，时间2～4小时。

作为本发明的进一步改进，制备的铁钛合金粉末的平均粒度小于等于25μm，纯度大于等于98.3％，松装密度大于等于2.88g·cm^-3。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：

本发明采用高温还原处理铁矾渣，使其重金属离子固化在各氧化物及硅酸盐中，解决环境污染问题，处理后废料仍可继续用于建材、水泥等方面；用钠萃取和一氧化碳还原法提取钛元素，简化还原过程，且减少碳化钛的转变率，提高钛元素纯度，为铁钛合金成相提供核心；其中碳酸钙组分可制造高温气孔，扩大反应面积，氟化钙能活化反应物，缩短反应时间；低温预烧的目的是通过原子扩散活化二氧化钛，为后续高温还原做准备。本发明制备的铁钛合金粉末的平均粒度小于等于25μm，纯度大于98.3％，松装密度大于等于2.88g·cm^-3。