專(zhuān)利名稱(chēng)：一種磷鐵的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與非金屬元素磷及其化合物有關(guān)，也與制造鐵合金的工藝方法有關(guān)，具體而言，與用熔煉法生產(chǎn)磷鐵合金有關(guān)。
磷鐵是磷與鐵的化合物，其分子式可記為FenPm，式中n為1，2或3；m為1或2。主要的磷化鐵有Fe3P、Fe2P、FeP、FeP2，工業(yè)生產(chǎn)得到的磷鐵產(chǎn)品往往是由上述磷化鐵組成。通常磷鐵中含鐵約70％，含磷約20％～26％，另外還含有少量(微量)錳、鈦、硅、釩、鈣等元素。磷鐵產(chǎn)品在冶金工業(yè)中用于特種鋼的冶煉，提高鋼的耐磨和耐蝕性，還可改善鐵合金的澆鑄性能；在化學(xué)工業(yè)中，磷鐵用純堿處理可制得磷酸二氫鈉、磷酸三鈉，并可進(jìn)一步加工成三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等產(chǎn)品。目前，磷鐵主要來(lái)自黃磷工業(yè)，它是電爐法生產(chǎn)黃磷的副產(chǎn)品。由于每生產(chǎn)1噸黃磷僅能生產(chǎn)200kg左右磷鐵，因而其產(chǎn)量很少，不能滿足日益發(fā)展的冶金工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的需要。近年來(lái)有人采用鐵礦石和磷礦石為原料在具有球式熱風(fēng)爐的高爐(熱風(fēng)溫度為700～800℃)中用焦炭還原、熔融的工藝方法生產(chǎn)磷鐵，但該方法生產(chǎn)過(guò)程中由于有四氟化硅氣體的腐蝕，以及磷蒸汽和生成的磷酸鐵易堵塞管道和設(shè)備，生產(chǎn)裝置運(yùn)行不暢；生產(chǎn)的磷鐵產(chǎn)品中磷含量小于23％，產(chǎn)量低、能耗高。
本發(fā)明的目的在于提供一種能耗低、設(shè)備投資少、產(chǎn)量高、質(zhì)量合格的磷鐵生產(chǎn)工藝。
為達(dá)此目的，發(fā)明人經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，攻克了生產(chǎn)磷鐵的技術(shù)關(guān)鍵，提供一種以磷礦石和鐵礦石為原料制造磷鐵的工藝，本工藝的特點(diǎn)包括(1)磷礦石和鐵礦石在低風(fēng)溫高爐或化鐵爐中熔融；(2)用低硅鐵為還原劑。
本發(fā)明所用的磷礦石是P2O5為28～32％的礦石，鐵礦石是∑Fe為46％～51％的低硫鐵礦石，所用的低硅鐵是一種冶煉的殘鐵，其中含Si為10％～35％。
磷礦石和鐵礦石按計(jì)算量加入高爐或化鐵爐時(shí)，應(yīng)配合加入符合冶金標(biāo)準(zhǔn)的焦炭，控制焦比為0.8～2.0。爐內(nèi)按常規(guī)工藝冶煉。
在高爐中冶煉時(shí)，風(fēng)溫控制在400℃左右。
作為還原劑的低硅鐵應(yīng)根據(jù)礦石加入量的計(jì)算量加入。
使用SiO2大于80％的硅石調(diào)節(jié)爐料的堿度，堿度0.8～1.5為宜。
磷礦石在爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下
為了提高磷鐵的含量，可將用上述工藝制得的產(chǎn)品再用電爐冶煉一次，即用高爐——電爐雙聯(lián)法或化鐵爐——電爐雙聯(lián)法生產(chǎn)高品位的磷鐵。
本發(fā)明提供的工藝可以生產(chǎn)的硅鐵成分為P＝14％～27％，Si＝0.5％～3％，C＝2％～3.5％，Mn＝0.5％～5％，S≤0.5％～1％。本工藝不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在裝置運(yùn)行不暢、設(shè)備易腐蝕等缺點(diǎn)，還可降低生產(chǎn)能耗、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，得到高品位的磷鐵。
實(shí)施例1在一臺(tái)內(nèi)徑為Ф600mm的化鐵爐(沖天爐)中冶煉磷鐵，爐內(nèi)底焦高1200mm，冶煉分批進(jìn)行。批料為磷礦石30kg，低硅鐵14kg，硅石10k9，焦炭18kg。操作與一般沖天爐相同。冶煉50批料，共用磷礦石1.5噸、低硅鐵0.6噸，焦炭0.9噸，得磷鐵450kg，成分為P＝17.5％，Si＝1.3％，C＝2.2％，S＝0.35％，Mn＝0.3％。
實(shí)施例2在13m3的高爐中進(jìn)行冶煉。所用高爐原生產(chǎn)鑄造生鐵，使用時(shí)該爐即將大修，冶煉后期變料煉磷鐵。共加料20批，以最后10批料出鐵成分為準(zhǔn)。每批料重為磷礦石300kg，鐵礦石80kg，低硅鐵80kg，硅石80kg，焦炭240kg。操作與煉鐵相同，爐中堿度控制在1.02，試驗(yàn)10批料共計(jì)用磷礦石3噸，生鐵800kg，低硅鐵0.8噸，硅石800kg，焦炭2400kg，得磷鐵1.48噸，成分為C＝3.4％，Si＝1.8％，Mn＝0.5％，P＝19.1％，S＝0.25％。
實(shí)施例3在1噸電爐中用上述高爐所煉得的磷鐵600kg入爐再次冶煉，按一般電爐還原期操作。熔清后，不扒渣，加入渣料3批進(jìn)行擴(kuò)散還原。渣批料為磷礦石130kg，硅石60kg；堿度控制在0.8～1.4。渣化清加碳粉20～30kg，控制溫度在1450℃以上，待渣近白色，扒出全部渣。再如上述操作，再加兩批渣料進(jìn)行還原，待渣白時(shí)，P≥25％，溫度在1400℃以上，出爐。所得磷鐵620kg，成分為C＝3.5％，Si＝1.8％，Mn＝0.8％，P＝25.2％，S＝0.35％。
權(quán)利要求
1一種以磷礦石和鐵礦石為原料采用高爐熔融法制造磷鐵的工藝，其特征包括(1)磷礦石和鐵礦石在低風(fēng)溫高爐或化鐵爐中熔融；(2)用低硅鐵為還原劑。
2如權(quán)利要求1所述的磷鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于所用的磷礦石是P2O5為28～32％的礦石，鐵礦石是∑Fe為46％～51％的低硫鐵礦石，所用的低硅鐵是一種冶煉的殘鐵，其中含Si為10％～35％。
3如權(quán)利要求1所述的磷鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于磷礦石和鐵礦石按計(jì)算量加入高爐或化鐵爐時(shí)，應(yīng)配合加入符合冶金標(biāo)準(zhǔn)的焦炭，控制焦比為0.8～2.0。
4如權(quán)利要求1所述的磷鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于在高爐中冶煉時(shí)，風(fēng)溫控制在400℃左右。
5如權(quán)利要求1所述的磷鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于低硅鐵應(yīng)根據(jù)礦石加入量的計(jì)算量加入。
全文摘要
一種磷鐵的生產(chǎn)工藝，與制造鐵合金的工藝有關(guān)，目的是提供一種能耗低、設(shè)備投資少、產(chǎn)量高、質(zhì)量合格的磷鐵生產(chǎn)工藝。其中包括(1)磷礦石和鐵礦石(或生鐵)在高爐或化鐵爐中熔融；(2)用低硅鐵為還原劑；(3)用硅石調(diào)節(jié)堿度。爐中配入焦炭作燃料，按常規(guī)工藝冶煉。還采用電爐提高磷鐵的品位。本工藝可以生產(chǎn)含P＝14％～27％的硅鐵，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，還可降低生產(chǎn)能耗、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，得到高品位的磷鐵。
文檔編號(hào)C22C33/00GK1154418SQ9610094
公開(kāi)日1997年7月16日 申請(qǐng)日期1996年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月11日
發(fā)明者牟品文, 張錫侯, 楊國(guó)風(fēng) 申請(qǐng)人:牟品文