[发明专利]一种提高海绵铁中压羰化率的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种制备海绵铁的工艺，具体涉及一种提高海绵铁中压羰化率的方法。

背景技术

海绵铁羰化工艺是气化冶金工艺的一种，将海绵铁与一氧化碳反应得到羰基铁，然后，将羰基铁热分解得到微米级的羰基铁粉，该羰基铁粉主要应用于粉末冶金、电子、微波吸收等方面，熔融状的羰基铁液体还可以作为化工催化剂。

海绵铁的生产原料是主要成分为氧化铁的铁鳞矿或铁精矿，将铁鳞矿或铁精矿经过破碎、筛分、配焦煤、还原、破碎等工序，最后得到能够用于生产羰基铁的粒状海绵铁。

目前，国内外海绵铁的生产工艺主要有高压工艺和中压工艺。高压工艺中，由于高压工艺的物料选择性好，海绵铁的羰化率可达到90%以上。但在中压工艺中，海绵铁的羰化率只有30%左右，金属回收率等技术经济指标低，生产成本大。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种提高海绵铁中压羰化率的方法，采用中压工艺制备海绵铁时，能够提高海绵铁的羰化率，提高金属回收率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种提高海绵铁中压羰化率的方法，在中压制备海绵铁的过程中，采用粒度为10目～50目的原料矿石；配焦炭时加入质量为焦炭质量1%～5%的淀粉。

在羰化反应过程中，将一氧化碳气体预热到120℃～250℃。

原料矿石采用铁磷矿或铁精矿。

淀粉为工业淀粉。

本发明方法通过控制原料矿石的粒度，并加入淀粉、通入预热的一氧化碳气体，制得孔隙度达40%的海绵铁，其中压条件下的羰化率达到80%以上，提高了海绵铁中压工艺下的技术经济指标。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

为了解决海绵铁粒度密实、在中压条件下羰化率低的问题，本发明提供了一种提高海绵铁中压羰化率的方法。首先，将铁磷矿或铁精矿破碎成粒度为10～50目的原料矿石；配焦炭时，在焦炭中加入质量为焦炭质量1～5%的工业淀粉；羰化反应过程中，将一氧化碳气体预热到120℃～250℃。

采用本发明方法生产海绵铁的过程中，控制原料铁鳞矿或铁精矿的粒度为10～50目，这样在一次还原过程中铁鳞矿或铁精矿烧结形成蜂窝状的海绵铁块，增大了反应的表面积；配焦炭时加入工业淀粉，淀粉、焦炭与矿石混料后，高温下矿石中含有的少量氧被焦炭还原，而工业淀粉在1150℃温度下分解成二氧化碳气体，该二氧化碳气体在海绵铁中形成一个个微小的孔隙，增大海绵铁的比表面积，形成孔隙度约为40%的高比表面积的海绵铁，增大了海绵铁与一氧化碳气体的反应的面积，在中压条件下参与反应的铁元素活性增大进而提升了羰化率和反应速率。在羰化合成反应过程中，海绵铁与一氧化碳气体的启动温度为120℃，如果不预热一氧化碳气体，冷物料不会发生反应，因此采用预热到启动温度的一氧化碳气体。海绵铁与中压一氧化碳气体反应，由于增加了海绵铁的比表面积，海绵铁与一氧化碳发生剧烈反应，生成羰基铁气体。

实施例1

将铁鳞矿破碎至粒度为10目的原料矿石；配焦炭时添加质量为焦炭质量1%的工业淀粉，制得孔隙率为40%的海绵铁。将该海绵铁与一氧化碳在9Mpa压力下进行羰化反应，制成羰基铁，经检测，该海绵铁羰化反应的羰化率为80%。

实施例2

将铁精矿破碎至粒度为25目的原料矿石；配焦炭时添加质量为焦炭质量3%的工业淀粉，制得孔隙率为45%的海绵铁。将该海绵铁与一氧化碳在9Mpa压力下进行羰化反应，制成羰基铁，经检测，该海绵铁羰化反应的羰化率为85%。

实施例3

将铁鳞矿破碎至粒度为50目的原料矿石；配焦炭时添加质量为焦炭质量5%的工业淀粉，制得孔隙率为50%的海绵铁。将该海绵铁与一氧化碳在9Mpa压力下进行羰化反应，制成羰基铁，经检测，该海绵铁羰化反应的羰化率为89%。