【摘要】：本課題針對我國鈮資源得不到合理利用,制取鈮鐵合金存在流程長、能耗大、鈮品位低等問題,為了找到一種簡單高效處理低品位鈮鐵礦、制備出鈮鐵合金的新工藝,為包頭白云鄂博礦鈮資源的綜合利用及工業(yè)化探索出一條較為高效的新途徑,對使用包頭白云鄂博含鈮鐵礦粉制取鈮鐵合金進行了探究,提出了氣基選擇性還原——渣金熔分——鋁熱還原的實驗方案。使用HSC6.0熱力學分析軟件對氣基選擇性還原階段的反應進行可行性分析,氣基選擇性還原階段使用氫氣作為還原氣體,對實驗溫度、還原時間、通氫量進行研究,采用正交試驗分析的方法,實驗溫度選取940℃、950℃、960℃、970℃,還原時間選取2h、2.5h、3h、3.5h,通氫量選取60L/h、70L/h、80L/h、90L/h,通過正交試驗可以得到在氫氣選擇性還原階段,最佳還原條件為實驗溫度950℃,還原時間3h,通氫量90L/h,在此條件下,通過實驗結果計算可得失重率約為22.32%,金屬化率為95.23%,還原度達到96.24%,因此,實驗溫度950℃,還原時間3h,通氫量90L/h為氫氣還原最佳實驗條件。對在該實驗條件下還原后的含鈮礦粉進行熔分實驗,實驗溫度1550℃,保溫時間25min,還原后的鈮鐵礦粉經(jīng)過高溫熔分后,對得到的Fe相和渣相使用ICP進行檢測,硫、磷、鐵等雜質(zhì)元素得到有效的脫除,脫硫率在99.5%左右,脫磷率在95%左右,脫鐵率也達到97%,鈮在渣中得到很好地富集,鈮的收得率達到了98%以上,鈮的品位約為原礦的2.1倍。對渣金分離后得到的富鈮渣進行鋁熱還原實驗,對1500℃、1550℃、1600℃還原溫度進行探究,得到1550℃為探究范圍內(nèi)的最佳溫度。在溫度1550℃、保溫時間25min,堿度1.0的實驗條件下,富鈮渣經(jīng)過鋁熱還原可以得到鈮鐵合金,其中鈮約為1.48g,鈮的收得率為78.8%。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TF649
【圖文】：

1.3.2 包頭白云鄂博礦提鈮工藝發(fā)展1、包鋼鐵水提鈮工藝[73]使用小高爐對平爐中屬于初中期的富鈮渣渣進行還原，鈮進行還原之后會到鐵水中，這個方法對鈮的回收率有所改善，理論上的鈮收率超過了 80%[44]。在轉(zhuǎn)爐制備出含鈮鐵水后，鈮會自發(fā)的匯聚在一起形成富鈮渣，從而達到 78%的鈮收率，并且通過這個方法可以得到鈮磷半鋼[45]。隨后，在電弧爐里面對制取收得的富鈮渣進行鐵和磷的去除。以還原熱力學原理作為依據(jù)，一般元素會進行選擇性還原[46]，去除了鐵和磷的富鈮渣在電爐里面會與金屬料熔在一起，從而通過還原得到鈮錳鐵的合金[47]。此種冶煉方法又被叫作 高 轉(zhuǎn) 電 電 流程。在 高-轉(zhuǎn)-電-電 這種提鈮工藝的方法上，諸多學者對轉(zhuǎn)爐吹煉富鈮渣的工藝進行不斷的探究改善，從而設計出了空氣側吹轉(zhuǎn)爐提鈮等許多提取鈮的新方法[48]。其中，鐵水分段預處理提鈮工藝取得了優(yōu)異的成果[49,50]。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文固結球團二步電爐制取鈮鐵合金工藝[49、51～53]鈮工藝采取加入粘結劑、焦粉以及石灰對鈮鐵精礦采取造球處理進行選擇性還原，去除鐵和磷以及對鈮進行提取，從而得到富鈮同樣也是在電爐內(nèi)冶煉鈮鐵合金，最終可以分離出鈮鐵合金及稀收得率能達到 74.39%，制備的鈮鐵合金，鈮的含量能達到 11.流程如圖 1.2。

圖 1.3 氧化焙燒冷固結球團回轉(zhuǎn)窯選擇性還原 熔分 冶煉工藝流程化焙燒-磁選-等離子爐冶煉工藝[33,56]工藝比較適合品位較高的鈮精礦，把選礦與冶煉結合應用，整個工藝采取磁化焙燒和磁選的方法使之能夠制取更多的鐵精礦，而且在這個夠富集，這樣可以使得資源得到有效的綜合利用。其工藝流程如圖 1.4

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本文編號：2795669