[发明专利]一种提高稀土硅铁合金中稀土得率的方法

说明书

本发明公布了一种提高稀土中铁合金中稀土得率的方法，有效克服硅热法工艺稀土得率低、冶炼废渣中残余稀土含量过高的缺陷。本发明技术通过在硅铁还原生产稀土硅铁合金的冶炼后程加入硅钙合金，利用硅钙合金中Ca元素所具有的强还原性通过金属热还原的原理深度还原体系中残余稀土氧化物，从而提升合金中稀土得率，也达到减少稀土冶炼渣中稀土残余量的目的。此外，采用加入氧化铁皮等物质，快速脱除合金熔液中过量Ca元素，并可以控制合金中Ca含量。本技术方案实现了提升合金中稀土得率的技术目的，合金中稀土得率大幅度提升，稀土资源利用率明显提高，且工艺步骤紧凑，操作规程简便，完全直接在原有冶炼体系中进行工艺调控（不需要再行冶炼），经济效益良好。

技术领域

本发明涉及一种提高稀土硅铁合金中稀土得率的方法，其属于稀土火法冶金的技术领域。

背景技术

稀土硅铁合金是一类由稀土与硅铁组成的中间合金，也是我国稀土中间合金工业的主要产品，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。

稀土硅铁合金的工业化生产主要有两种方法，一种是采用碳作为还原剂，用矿热炉冶炼，即碳热法，业界又称之为一步法；另一种是用硅铁作为还原剂，采用电弧炉进行冶炼，用硅铁来还原稀土氧化物，即硅热法，业界又称之为两步法。硅热法是最早开发成功的传统技术，已经产业化应用多年；总体上，硅热法工艺具有操作简单、成品率高、合金成分易于控制的特点；但是其存在着稀土元素回收率低（工业化生产的通常得率仅能达到约65%）、冶炼废渣中残余稀土含量高（一般会在6%-13%之间）的致命缺陷。

国内专利“利用含稀土废渣冶炼稀土合金工艺”（申请号：91102194.9）报道一种利用硫酸法生产氯化稀土的废渣冶炼稀土合金工艺，其利用氯化稀士的废渣为原料，加人硅铁和氧化钙，在1400-1600℃下进行还原反应，稀土金属回收率仅为54%。以氯化稀土废渣作为冶炼原料，在冶炼环节会产生大量难以处置工艺废气，因此，目前硅热法生产稀土硅铁合金的稀土原料主要是采用氟碳铈矿稀土精矿、稀土渣料。方星伯在发明专利00112002.6中报道了一种稀土硅铁冶炼废渣的利用方法，该方法利用稀土硅铁冶炼废渣再行与石灰、硅铁、废钢以及稀土精矿进行配料，加入相当于废渣加入重量10-45%的石灰、相当于废渣加入重量5-25%的废钢、相当于废渣加入重量25- 45%的硅铁及相当于废渣加入重量5-30%的稀土精矿，对稀土硅铁冶炼废渣进行二次还原冶炼，以实现提高稀土收率达到资源综合利用的目的。但该技术方案在实际应用中，因为工艺过程需要经过二次冶炼必然导致单位能耗明显上升，且硅热冶炼反应平衡系数相对固定，稀土硅铁废渣中回收再利用稀土元素的收效十分有限。

如何突破硅热法生产稀土硅铁合金的稀土收率瓶颈，较为充分地实现稀土元素在合金中的转化利用，是硅热法产业技术需要克服的首要性问题，具有重要的经济价值和产业发展意义，直接关乎到硅热法冶炼工艺用以制备稀土硅铁合金的产业发展前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高稀土硅铁合金中稀土得率的方法，有效克服硅热法工艺稀土得率低、冶炼废渣中残余稀土含量过高的缺陷。

本发明的具体技术方案如下：

一种提高稀土硅铁合金中稀土得率的方法，其包括如下步骤：

（1）在电弧炉中加入稀土原料、石灰、废钢进行熔料，待炉料熔化后加入硅铁，将炉温控制在1350-1450℃，硅铁完全熔化后启动搅拌，自炉料完全熔化后反应0.5-2.0小时；石灰、废钢、硅铁加入量分别为稀土原料量的100-300%wt、40-100%wt、70-270%wt，其中稀土原料量以REO计，石灰加入量以CaO计，废钢加入量为Fe计，硅铁加入量以FeSi75计；