[发明专利]一种粉末冶金铁粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种粉末冶金铁粉的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)造球；步骤(2)：预热和焙烧；步骤(3)：预还原；步骤(4)：破碎和磨矿；步骤(5)：氢还原。本发明针对直接还原铁粉生产中传统隧道窑法存在产量低、能耗高、污染严重、自动化程度低的缺点，提出了回转窑直接还原法，使用铁精矿球团代替传统隧道窑法中的铁精粉则因一次还原产品分离容易，可获得质地纯净的金属化球团，防止带入煤灰及残碳，影响后续产品质量，同时回转窑产量大，操作温定，可控性好，产品质量纯。本发明针对高纯磁铁精矿球还原过程中易粉化的难题，提出了分段还原分段加煤的新思路，调控还原速度，降低赤铁矿还原转变成磁铁矿晶格转变而产生的结构应力，促进应力的缓慢释放，提高预还原球团强度，抑制还原粉化。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金铁粉的制备方法。

背景技术

我国铁粉的需求量迅速增加，这得益于粉末冶金机械零件的发展，同时也与汽车制造工业密不可分，粉末冶金机械零件的应用原为42％，现已增长到55％左右。用于生产铁粉的轧钢铁鳞化学成份波动大，价格高，因而用超纯铁精矿作为原料生产铁粉的短流程是我国今后生产铁粉的主要工艺之一。同时也符合钢铁产业发展短流程的趋势，氢还原节能环保，符合低碳排放的时代要求，我国煤炭资源丰富，资源条件适合发展该工艺。

中国专利(申请号201010613426.6)公布了一种用铁精矿粉直接制取粉末冶金用还原铁粉的方法。该法包括超纯铁粉的提炼、海绵铁的制造、一次铁粉的制造和还原铁粉的制造，该方法获得粉末冶金铁粉产品具有纯度高、含碳量低、压制性好的性能，但是也存在还原时间长、生产效率低的难题。

中国专利(申请号201310253233.8)公布一种粉末冶金用还原铁粉的制备方法，利用市场上采购的还原铁为原料，在隧道窑中还原，随后通过破碎、磁选；然后在25％的氮气+75％氢气的混合气体进行二次还原。中国专利(申请号201711340876.0)提出了一种低温碳氢双联还原制备超细铁粉的方法，首先将一定纯度的铁精矿粉、碳粉和催化剂分别球磨；然后将所述步骤一中球磨后的物料按照一定比例混合均匀；接着，将混合均匀后的物料置于保护气氛下进行加热还原，冷却后得到一次还原铁并进行球磨；球磨后的一次还原铁置于氢气气氛下进行终还原，经冷却后出炉；氢还原后的还原铁粉进行球磨，获得超细铁粉。该工艺所加入的添加剂为碳酸钾、碳酸钠或二者的混合物，其比例为1％左右，这不但提高了成本，且容易导致还原铁粉的铁品位降低，影响其质量。

中国专利(申请号201510303028.7)公布一种粉末冶金用还原铁粉的制备方法，将含金属铁的原料经过粉碎后依次进行湿式磨矿和弱磁选，得到一次除杂铁粉，然后将一次除杂后的铁粉进行脱碳焙烧，将脱碳焙烧产物经过选矿除杂、酸洗、过滤、干燥、合批后得到粉末冶金用还原铁粉。该方法拓展了粉末冶金铁粉原料来源，为粉末冶金用还原铁粉的制备开辟了一条新的途径，但是也存在工艺流程长，酸洗废水处理难度大等不足。

目前，传统隧道窑工艺生产还原铁粉具有产量低、能耗高、污染严重、自动化程度低的缺点。在节能环保及工业自动化发展的大潮下，隧道窑工艺明显不符合未来发展的趋势。使用铁精矿球团代替传统隧道窑法中的铁精粉则因一次还原产品分离容易，可获得质地纯净的金属化球团，防止带入煤灰及残碳，影响后续产品质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，产品质量好粉末冶金铁粉的制备方法。

本发明这种粉末冶金铁粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)造球：

将高纯磁铁精矿进行高压辊磨处理，接着将辊磨后的矿粉与有机粘结剂进行混匀，然后造球，得到生球；

步骤(2)：预热和焙烧：

将步骤(1)制得的生球在链篦机-回转窑中干燥、预热和焙烧，获得强度较高的焙烧球团；

步骤(3)：预还原