[其他]稀土精矿球团(或块)矿热炉制备稀土精矿渣和含铌磷铁

说明书

本发明是稀土精矿球团（或块）矿热炉制备稀土精矿渣和磷铁及其冶炼工艺。

一般制取稀土中间合金的原料是稀土氧化物、氟化物、硫酸盐、碳酸盐等，也有用混合稀土金属。但由于这些原料约占合金成本的80%，导致合金成本较高。

采用含稀土中贫铁矿石，入高炉加焦炭和灰石，脱铁除磷所得稀土渣为原料。但由于该渣稀土含量较低（REO10～15%），只能硅热法制取含稀土20～30%的中间合金，要制取含稀土30%以上的中间合金非常困难，且钛含量高。

采用稀土精矿直接入电弧炉加焦炭和硅铁。脱铁除磷所得稀土精矿渣为原料，可用硅烈法制取高稀土低钛中间合金（含稀土＞30%，钛＜1%）。但电弧炉是裸弧操作，高温下炉衬材料严重氧化和浸蚀，炉衬寿命只有3～4天，生产效率低，技术经济指标不合理。

本发明的目的就是针对上述存在的不足之处，提出稀土精矿球团（或块）入矿热炉，以焦炭为还原剂，硅石为造渣剂，将稀土精矿中的磷和铁尽量除去，经济合理地制备合格的稀土精矿渣和含铌磷铁。

按照本发明是以含稀土氧化物30～60%的稀土精矿球团（或块）为原料，焦炭为还原剂，硅石为造渣剂，在矿热炉中炼制优质稀土精矿渣，同时付产含铌磷铁。

原料技术条件是：稀土精矿球团（或块）主要化学成份

粒度φ10～25m/m    粉矿＞10%

强度30～50公斤/球

还原剂-焦炭

固定炭C＞82%    灰份≤17%

粒度3～15m/m    水份＜5%

造渣剂-硅石

硅含量SiO₂＞97%，表面清洁。

粒度5～30m/m

配料以稀土精矿球团（或块）为100，根据矿物组成中磷酸盐的含量和促进分解出五氧化二磷的需要配加硅石;焦炭的加入量按精矿中可被炭还原的氧化物计算。根据稀土精矿渣中全铁和五氧化二磷的含量，调整配比将理论计算和经验数据结合，炉料配比是：

稀土精矿球团（或块）∶焦炭∶硅石

＝100∶9～10∶5～7

本发明所采用的设备是普通敝口式矿热炉，炉衬为碳质耐火材料，自焙电极。根据矿热炉变压器容量大小，选择适宜的供电制度，炉料按配比准确称量，均匀混合，装入炉内，冶炼操作通常采用小料批、多批次堆底方法，炉料在三相电极周围及炉中心熔化下沉，因此电极周围要保持一定錐体成馒头型。为防止炉衬高温氧化和充分利用电热效率，采用高料面埋弧操作（料面略低于炉口即可），严禁裸弧，随时将予热的炉料推向电极周围助熔。料面保持一定的透气性，火焰要均匀，保证料面均匀下沉，有利于冶炼顺利进行。

出渣放铁是同时进行的，矿热炉下部留有渣铁口，外接流槽，流槽底部有烘好的渣罐置于渣罐车上。当打开渣铁口，炉内的渣和铁同时排入罐中。出炉完毕后堵塞渣铁口，连续加料，连续生产，渣罐车将熔融的渣铁运往精矿车间，自然冷却。由于渣、铁比重悬殊，渣中的铁迅速下沉，完全积于罐底，冷却后翻罐，渣铁分离。

本发明采用矿热炉脱铁除磷工艺简单易行，产品质量稳定可靠，可工业化连续生产。埋弧操作，防止炉衬耐火材料的浸蚀，延长炉衬使用寿命一年以上。而使用电弧炉脱铁除磷为裸弧操作，由于高温激烈氧化和化学浸蚀严重，致使炉衬寿命只有3～4天，消耗大量耐火材料，经常修炉，生产作业率很低。以矿热炉炭热法代替电弧炉硅热法，用廉价硅石生产稀土精矿渣和含铌磷铁，降低了产品成本，提高了经济效益。尤其是硅石在矿热炉中脱磷效果好，可使稀土精矿渣中五氧化二磷含量稳定降至0.5%以下，用此渣作原料可满足制取稀土中间合金的要求。

实例：将含稀土氧化物30%的稀土精矿球团（或块）100公斤，焦炭9～10公斤，硅石5～7公斤，均匀混料，分批装入400KVA敝口式矿热炉内，按供电制度∶电流∶3000～3600A，电压∶65～75V，送电冶炼。炉况正常后采用小料批、多批次连续加料，随时将予热的炉料推向电极周围，使炉料在三相电极周围保持一定錐体，料面略低于炉口，保持一定的透气性，严禁裸弧操作，3～4小时出炉，渣铁分离，取样分析，精整包装。所得稀土精矿渣和含铌磷铁化学成份列表1和表2。