一种高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113290251A(43)申请公布日2021.08.24(21)申请号202110606011.4(22)申请日2021.05.31(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人郭正启朱德庆潘建杨聪聪詹若宁王毅格王名(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人周咏林毓俊(51)Int.Cl.B22F9/22(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法(57)摘要本发明公开了一种高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，包括以下步骤：步骤(1)：氢还原；步骤(2)：磨矿和筛分步骤(3)：电加热致密化。本发明提出一种高纯铁精矿全氢冶金的新方法，完全不适用含碳能源和还原剂，从传统的碳冶金转变为氢冶金，根本上杜绝了环境污染问题，消除了碳排放。本发明提出的利用氢冶金取代碳冶金，氢气的分子量小、穿透力强、扩散能力强，还原效果好，能够加快反应速率，提高生产效率。本发明提出的电加热处理还原铁粉，能够提高铁粉致密度，消除加工硬化，增加松装密度，改善压缩性能，提高粉末冶金铁粉的质量。本发明直接利用微细的高纯铁精矿，通过氢还原，然后高温致密化后，即可获得粉末冶金铁粉。CN113290251ACN113290251A权利要求书1/1页1.一种高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，包括以下步骤：步骤(1)：氢还原将高纯铁精矿矿粉在氢气气氛下还原，得到还原铁粉；步骤(2)：磨矿和筛分将步骤(1)制得的还原铁粉，在球磨机中磨细至一定粒度，并进行筛分，获得处理后的还原铁粉；步骤(3)：电加热致密化将步骤(2)处理后的还原铁粉在氮气气氛下感应炉中进行致密化处理，即可得到优质的粉末冶金铁粉。2.根据权利要求1所述的高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高纯铁精矿为磁铁精矿和赤铁精矿中的一种，高纯铁精矿的铁品位大于71.5％。3.根据权利要求1所述的高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，其特征在于，所述的还原温度为800～950℃，还原时间为20～60min，氢气流量为0.1～0.5L/min，料层高度为20～40mm。4.根据权利要求1所述的高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，磨矿过程，采用真空球磨，球磨过程中，需要添加0.1～0.2％的复合有机添加剂强化球磨。5.根据权利要求4所述的高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，其特征在于，复合有机添加剂由质量比为3:7～5:5聚硅氧烷和葵基磺酸钠组成。6.根据权利要求4或5所述的高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，其特征在于，球磨磨矿至+0.18mm小于3％，‑0.074mm大于60％，‑0.045mm大于20％。7.根据权利要求1所述的高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，感应炉频率为1500Hz，温度为1100～1300℃，加热时间30～60min，还原过程通入N2保护，其流量为1～2L/min。2CN113290251A说明书1/4页一种高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法技术领域[0001]本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种高纯铁精矿全氢还原制备粉末冶金铁粉的方法。背景技术[0002]粉末冶金技术在生产机械结构件过程中可减少甚至无需切削，因而具备节能、节材，生产效率高、适应性强(可满足不同用途结构零部件的性能要求)等优点，在汽车、机械设备、电器和航空运输等行业得到广泛应用。据统计，目前汽车业中应用的粉末冶金零件高达1000种，而航空发动机中的烧结机械部件比例已超过50％。近年来，随着我国社会需求和国民经济水平的快速提高，上述行业发展迅速，为粉末冶金行业提供了不可多得的发展机遇和巨大的市场空间。铁基粉末(铁粉)是粉末冶金的重要原料，占冶金粉末总量的70％以上。粉末冶金行业的蓬勃发展，带动铁粉需求的剧增，曾一度出现供不应求的局面。通过该工艺生产的铁粉占我国铁粉总量的50％以上。[0003]目前，粉末冶金铁粉的制备方法主要包括还原法、雾化法、羰基法和电解法。还原法由于原料来源广泛、生产成本低、产品成形性和烧结性能好，且能通过隧道窑实现大规模生产等优点，应用十分广泛。[0004]中国专利(申请号201010501580.4)公布了一种酸再生铁粉的利用方法酸，首先讲再生铁粉30～50、铁鳞50～70、焦粉≤10；然后再加质量份配比1～15的水与3～5的粘结剂腐植酸混合均匀；将上述混合料,用皮带送入压饼机,在25±5MPa压