[发明专利]以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法

权利要求书

1.一种以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）将钙钛矿精矿球磨至粒径≤0.075mm，制成钙钛矿精矿粉；

（2）将钙钛矿精矿粉与铝粉和铁屑混合均匀，然后压制成球团；其中铝粉的粒径≤0.075mm，占球团总质量的16~26%；铁屑的粒径≤1mm，占球团总质量的5~20%；

（3）将球团置于还原炉内，在真空条件下，将球团加热至800~1250℃进行还原，还原时间3~10h，球团中的铝将氧化钛还原为金属钛，并且金属钛与球团中的铁形成钛铁合金并因熔点相对较低而汇聚成颗粒，生成的氧化铝与氧化钙反应生成铝酸钙；还原结束后还原炉内形成还原物料；

（4）将还原物料在真空条件下加热至1300~1550℃进行高温熔分，高温熔分时对还原物料进行搅拌，还原物料全部熔化后停止真空条件，钛铁元素与其余物料分别形成钛铁合金熔体和熔渣并分层，该钛铁合金熔体称为高温熔分的钛铁合金熔体；或者将还原物料加入到温度≥1400℃的铁水中，还原物料与铁水的质量比=1:（0.2~0.6），通过搅拌使全部物料混合均匀，钛铁元素与其余物料分别形成钛铁合金熔体和熔渣并分层，该钛铁合金熔体称为混合铁水的钛铁合金熔体；或者将还原物料随炉冷却至温度≤50℃，然后球磨至粒径≤0.075mm，制成还原粉料，将还原粉料通过喷枪喷吹至铁水内部，喷吹时喷枪出口位于铁水底部，喷吹时铁水温度≥1500℃，还原物料与铁水的质量比=1:（0.2~0.6），还原粉料中的钛铁元素熔于铁水中，通过搅拌使全部物料混合均匀，钛铁元素与其余物料分别形成钛铁合金熔体和熔渣并分层，该钛铁合金熔体称为喷吹混合的钛铁合金熔体；

（5）停止搅拌，将上层的熔渣倾倒出去，熔渣冷却至常温获得铝酸钙渣；当剩余物料为高温熔分的钛铁合金熔体时，加入铁水或废铁，在保持温度使全部物料熔融的条件下，搅拌混合均匀，然后浇铸制成钛铁合金铸锭，铁水或废铁的加入量按钛铁合金铸锭的成分加入；当剩余物料为混合铁水的钛铁合金熔体或喷吹混合的钛铁合金熔体时，浇铸制成钛铁合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法，其特征在于所述的钙钛矿精矿按质量百分比含TiO₂ 30~60%。

3.根据权利要求1所述的以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法，其特征在于步骤（2）中，压制成球团的压力40~200MPa。

4.根据权利要求1所述的以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法，其特征在于所述的真空条件是指真空度≤100Pa。

5.根据权利要求1所述的以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法，其特征在于步骤（2）中，将钙钛矿精矿粉、铝粉、铁屑和萤石混合均匀，然后压制成球团；所述的萤石粒径≤0.075mm，按质量百分比含CaF₂≥90%；萤石为钙钛矿精矿粉、铝粉和铁屑总质量的1~3%。

6.根据权利要求1所述的以钙钛矿精矿为原料制备钛铁合金的方法，其特征在于步骤（4）中，进行高温熔分是在步骤（3）的还原炉内直接进行，或者转移至其他感应炉或中频炉中进行；当转移至其他感应炉或中频炉中进行时，先将还原炉内的物料在真空条件下随炉冷却至温度≤100℃，然后转移至其他感应炉或中频炉中，防止钛和铁被氧化。