一种低温冶炼钼铁回收钼的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于资源综合利用和钼铁制备技术领域，特别涉及一种利用钼工业废渣低 温冶炼钼铁回收钼的方法。
【背景技术】
[0002] 钼是钢铁工业重要合金元素之一，世界钼的总消费量的80%用于钢铁工业合金添 加剂。钢种加入钼可以提高钢的强度和韧性（特别是高温性能），改善钢件的淬透性和淬硬 性。钼添进钢铁时，通常以钼铁、氧化钼块、钼酸铵等形式添加，尤以钼铁形式最为常见。目 前国内外钼铁的钼含量都在55%~75%之间，国内主流的钼铁产品钼含量都在60%左右， 这些钼铁的制备都采用铝热法制备。
[0003] 传统铝热法制备钼铁冶炼温度超过2000°C，热量主要通过金属热还原过程放出， 所用还原剂主要有还铝粉和硅铁，但这两种还原剂价格较高。同时在钼铁冶炼配方辅料中 添加硝石和氟化钙，这在冶炼过程中会产生氮氧化物和氟化物气体污染。采用这种传统的 配方进行铝热法制备钼铁时，主要存在以下缺点：1)反应温度高，普遍在2000°c以上，且反 应过程温度难以控制；2)反应用到的硝石或萤石会在制备过程中产生氮氧化物或氟化物， 造成污染。
[0004] 对于钼铁产品来说，它的熔点主要受钼含量的影响，钼含量越高，钼铁的熔点也会 越高，含钼60%的钼铁其熔点为1800°C。当钼含量低于50%时，钼铁的熔点也会大为降低， 相应的制备条件也会改变，可以采用低温钼铁冶炼技术去制备钼铁，同时也会消除产生废 气污染的辅料。低品位的钼铁在钢厂使用不会有任何问题，因为除钼之外的元素主要为铁。 因此研宄低温钼铁冶炼新技术，消除污染，降低能耗是非常有意义的一项工作。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低温冶炼钼铁回收钼 的方法，通过低温冶炼工艺，应用感应炉加热，还原剂采用价格相对铝粉和硅铁较低的碳 粉，冶炼温度在1400 °C~1600 °C，辅料不再使用产生污染性气体的硝石和氟化钙，制备出 了适合钢铁工业使用的钼铁。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0007] 一种低温冶炼钼铁回收钼的方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤一、将铵浸渣、钼酸铵、氧化钼粉、氧化铁粉、铁粉和还原剂加入圆筒混料机中 混合均匀，得到混合物料；
[0009] 步骤二、将所得混合物料放进用碳质做的炉衬感应炉内冶炼，开始升温加热，在温 度为1400°C~1600°C的条件下，自反应形成熔炼渣和钼铁，然后对产物进行渣铁分离，得 到钼铁。
[0010] 所述还原剂为碳粉。
[0011] 所述步骤一中，按质量分数计，混合物料中，氨浸渣22. 3%，钼酸铵17. 2%，氧化 钼粉23. O %，氧化铁粉20. 3 %，铁粉14. 2 %，还原剂3 %。
[0012] 所述步骤一中，按质量分数计，混合物粉体中，氨浸渣17. 3 %，钼酸铵18. 5 %，氧 化钼粉21. 0 %，氧化铁粉19. 0 %，铁粉18 %，还原剂6. 2 %。
[0013] 所述步骤一中，混合物料中氧化铁粉和铁粉的重量百分比之和不小于27. 9%，铵 浸渣和钼酸铵中钼的质量含量为10%~20%。
[0014] 所述步骤一中，铁粉的质量纯度不低于98%，所述氧化铁粉的质量纯度不低于 98 %，所述步骤二中，所得钼铁中的钼的质量纯度不低于50 %。
[0015] 所述步骤一中，氧化钼粉为三氧化钼粉和二氧化钼粉中的一种或两种。
[0016] 所述步骤二中，按质量分数计，所得的钼铁成分为：钼50. 60%、碳1.36%、硫 0· 328%、磷 0· 052%、硅 0· 67%、铁 46. 99%。
[0017] 所述步骤二中，自反应时间不少于8分钟。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0019] 1、本发明采用碳粉作为还原剂，由混合物粉体与还原剂混合后在不高于1600°C的 温度条件下焙烧制成，且制备过程中无氮氧化物、氟化物等污染物产生。
[0020] 2、本发明的原料配方适应性强，与传统制备钼铁采用的铝热法相比，本发明原料 配方的质调节和量调节具有良好原料适应性，氧化钼粉的用量控制在混合物粉体质量的 21. 0%~42. 9%，配比范围较大，且可选用三氧化钼粉和/或二氧化钼粉。
[0021] 3、本发明钼铁制备方法的反应温度相对较低，且采用碳粉作为还原剂价格相对较 低，采用钼酸铵和工业废渣作为助熔剂，碳粉与助熔剂能够发挥协同作用促使反应温度的 降低，这主要是因为首先通过分析钼铁碳相图表明温度相对较低时（小于1600°C )碳粉的 加入可以促成混合物粉体反应生成钼铁合金，另外，钼酸铵和工业废渣中含有一些低熔点 的化合物可作为引发剂引发还原反应的发生。
[0022] 4、本发明的原料中不含有硝石和萤石，制备钼铁的反应过程中不会产生氮氧化物 或氟化物，与传统方法相比反应过程相对清洁，环境友好。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
[0024] 实施例1
[0025] 本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，混合物粉体由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化钼粉21. 0%、铁粉33. 2%、氨浸渣22. 3%、钼酸铵23. 5%，还原剂为碳粉， 碳粉的用量为混合物粉体质量的3%，氨浸渣中钼的质量含量为15%;铁粉的质量纯度不低 于98%，氧化铁粉的质量纯度不低于98% ;氧化钼粉为三氧化钼粉。
[0026] 本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于感应炉中， 在温度为1400°C的条件下得到产物，然后对产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
[0027] 本实施例制备的钼铁：钼50. 550 %、碳1. 360 %、硫0. 319 %、磷0. 052 %、硅 0· 410%、铁 47. 309%。
[0028] 实施例2
[0029] 本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，混合物粉体由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化钼粉42. 9%，氧化铁粉50. 3%，钼酸铵3. 6%，氨浸渣3. 2% ;还原剂为碳 粉，碳粉的用量为混合物粉体质量的20%，氨浸渣中钼的质量含量为15%;铁粉的质量纯度 不低于98%，氧化铁粉的质量纯度不低于98% ;氧化钼粉为二氧化钼粉。
[0030] 本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于感应炉中， 在温度为1600°c的条件下得到产物，然后对产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
[0031] 本实施例制备的钼铁：钼49. 590 %、碳0. 430 %、硫0. 327 %、磷0. 048 %、硅 0· 415%、铁 49. 190%。
[0032] 实施例3
[0033] 本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，混合物粉体由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化钼粉29. 60 %，氧化铁粉17. 7 %，铁粉15. 30 %，钼酸铵14. 80 %，氨浸渣 16. 60%，碳粉6.0%，本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置 于感应炉中，在温度为1500°C的条件下，得到产物，然后对产物进行渣铁分离，得到钼铁和 渣。
[0034] 本实施例制备的钼铁：钼51. 150 %、碳1. 302 %、硫0. 638 %、磷0. 020 %、硅 0· 770%、铁 46. 120%。
[0035] 实施例4
[0036] 本实施例的钼铁由混合物粉体和还原剂制成，混合物粉体由以下重量百分比的原 料混合而成：氧化钼粉27. 13%，氧化铁粉14. 21%，铁粉22. 42%，钼酸铵13. 23%，氨浸渣 15. 66%，碳粉7. 35%，工业废渣中钼的质量含量为8. 0% ;铁粉的质量纯度不低于98%，氧 化铁粉的质量纯度不低于98% ;氧化钼粉由质量百分比为1:9的三氧化钼粉和二氧化钼粉 混合而成。
[0037] 本实施例制备钼铁的方法为：将混合物粉体与还原剂混合均匀后置于感应炉中， 在温度为150(TC的条件得到产物，然后对产物进行渣铁分离，得到钼铁和渣。
[0038] 本实施例制备的钼铁：钼51. 200 %、碳0. 306 %、硫0. 364 %、磷0. 020 %、硅 0· 600%、铁 47. 510%。
[0039] 本发明实施例1~实施例4制备的钼铁的成分测定结果如表1所示。
[0040] 表 1
[0042] 本发明中，钼酸铵和氨浸渣是生产别的产品产生的副产品，其成分如下表所示，所 示的成分是对钼酸铵和氨浸渣化学分析后的钼等元素的含量，而钼业公司把这两种副产品 都没用，它们中钼的成分含量高，本发明的目的是把其中的钼利用。
[0043] 钼酸铵、氨浸渣主要元素含量（质量百分比）
[0045] 以上仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术 实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方 案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、将铵浸渣、钼酸铵、氧化钼粉、氧化铁粉、铁粉和还原剂加入圆筒混料机中混合 均匀，得到混合物料； 步骤二、将所得混合物料放进用碳质做的炉衬感应炉内冶炼，开始升温加热，在温度为 1400°C~1600°C的条件下，自反应形成熔炼渣和钼铁，然后对产物进行渣铁分离，得到钼 铁。2. 根据权利要求1所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述还原剂为碳粉。3. 根据权利要求1或2所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤一 中，按质量分数计，混合物料中，氨浸渣22. 3 %，钼酸铵17. 2 %，氧化钼粉23. 0 %，氧化铁粉 20. 3%，铁粉14. 2%，还原剂3%。4. 根据权利要求1或2所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤一中， 按质量分数计，混合物粉体中，氨浸渣17. 3%，钼酸铵18. 5 %，氧化钼粉21. 0 %，氧化铁粉 19. 0%，铁粉18%，还原剂6. 2%。5. 根据权利要求1或2所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤一中， 混合物料中氧化铁粉和铁粉的重量百分比之和不小于27. 9%，铵浸渣和钼酸铵中钼的质量 含量为10%~20%。6. 根据权利要求1所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤一中，铁粉 的质量纯度不低于98%，所述氧化铁粉的质量纯度不低于98%，所述步骤二中，所得钼铁 中的钼的质量纯度不低于50%。7. 根据权利要求1所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤一中，氧化 钼粉为三氧化钼粉和二氧化钼粉中的一种或两种。8. 根据权利要求1所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤二中， 按质量分数计，所得的钼铁成分为：钼50. 600%、碳1.360%、硫0.328%、磷0.052%、硅 0? 670%、铁 46. 990%。9. 根据权利要求1所述低温冶炼钼铁回收钼的方法，其特征在于，所述步骤二中，自反 应时间不少于8分钟。
【专利摘要】一种低温冶炼钼铁回收钼的方法，将铵浸渣、钼酸铵、氧化钼粉、氧化铁粉、铁粉和还原剂加入圆筒混料机中混合均匀，得到混合物料；将所得混合物料放进用碳质做的炉衬感应炉内冶炼，开始升温加热，在温度为1400℃～1600℃的条件下，自反应形成熔炼渣和钼铁，然后对产物进行渣铁分离，得到钼铁，本发明通过低温冶炼工艺，应用感应炉加热，还原剂采用价格相对铝粉和硅铁较低的碳粉，冶炼温度在1400℃～1600℃，辅料不再使用产生污染性气体的硝石和氟化钙，制备出了适合钢铁工业使用的钼铁。
【IPC分类】C22B34/34, C22B5/06
【公开号】CN104946891
【申请号】CN201510427240
【发明人】杨双平, 王苗, 孙院军, 董洁, 刘东新, 王磊, 池延斌, 鲁路, 王超
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月20日