Способ получения железного порошка

Способ получения железного порошка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскив

Социалистических

Респубпик (ll) 596373

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТГЛЬСТВУ (ОВ) ДОПОЛНИтЕЛЬИоЕ К аат. СВИд-Ву (22) Заявлено 271076 (21) 24.1 6392/22-0? с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 050378.Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания bsa2..78

2 (5l) M. Кл.

В 22 F 9/00

Гваудврвтваввый ввптвт

Ваввтв Мввввтрав (cGp ва авввм вэаврвтвввв в атврытвв (53) УДК 621.762.242 (088.8) Г.Ф.Мокшанцев, Ю.A.Måëüíèêîâ, A.Ï.Ìåëüíèê, П.А.Егоров, Д.Д.успенский, В.Н.Курканин и Г.M.Кузькин (72) Авторы изобретения (73) Заявителй

Череповецкий филиал Северо-Западнбго заочного политехнического института и Череповецкий химический завод (54),СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА

l

Изобретение относится к порошковой металлургии.

Известен хлоридный способ получения железного порошка из железных, а также комплексных руд, например, из 5 пиритных огарков, заключающийся в том, что пиритный огарок восстанавливают углеродом при 1000 С, затем получено ное губчатое железо обрабатывают технической соляной кислотой. Раствор хлористого железа отделяют от осадка фильтрацией, упаривают до концентрации насыщения и подвергают кристаллизации. Кристаллы хлористого железа восстанавливают при 500-550 С (1). 15

Недостатками этого способа являют-, ся сложность технологии, связанная с многочисленностью технологических операций, а также коррозия аппаратуры и загрязнение воздуха рабочих помещений 20 вследствие использования соляной кислоты.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности

-является способ получения железного порошка иэ железосодержащего материала, включающий обработку исходного материала раствором гидроокиси натри в автоклаве при температуре 160 в те30 чение 2 ч, выщелачивание разбавленной серной кислотой для удаления алюмосиликатов натрия, фильтрацию, сушку,измельчение и восстановление водородом при 750 С в течение 2 ч, При этом получают тонкодисперсное пирофорное железо, которое при помощи длительного отжига в токе инертного газа переводят в пассивную форму (2).

K недостаткам известного способа относятся невысокая степень извлечения соединений кремния и алюминия иэ исходного материала и, вследствие этого, относительно большие их концентрации в полученном железном порошке, что приводит к ухудшению свойств изготовленных из него спеченных изделий.

Цель изобретения — повышение степени извлечения окислов алюминия и кремния.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе обработку исходного материала в автоклаве ведут при концентрации гидроокиси натрия о

425-525 г/л, температуре 220-240 С, давлении 32,5-42,5 кг/см в течение

20 — 30 мин при соотношении исходного материала к раствору гидроокиси натрия равном 1 : 2,5 — 1 : 3,5

При этом восстановление полученного концентрата пронолят прн темпера596373 туре 1050-1150 С в течение 90-120 мин с использованием комбинированного восстановителя - конвертированного природного газа в сочетайии с углеродсодержащим материалом.

В качестве исходного материала,co держащего окислы кремния и алюминия, используют пиритный огарок.

Нижние пределы параметров(концентрация раствора гидроокиси натрия.

425 г/л, температура 220 С, давление

32,5 кг/см, время 20 мин, соотноше2 ние огарок: раствор гидроокиси,натрия

1:2,5) обусловлены тем, что при более низких значениях не обеспечивается достаточно полная степень удаления окислов кремния и алюминия из огарка.

Увеличение концентрации раствора гидроокиси натрия, используемого для обработки огарка, более 525 r/ë, давления более 42,5 кг/см,температуры более 240. C ïðîäîëæèòåëüíîñòè процес са более 30 мин соотношения Т : Ж больше,, чем 1 : 3,5 нецелесообразно, так как приводит также к повышению содержания окислов Ь.102 и АВ О в твердой фазе,что вызвано обраэонание4 в этих условиях нерастворимых соединений кремния и алюминия, Восстановление концентрата, полученного после выщелачивания примесей кремния и алюминия, целесообразно вести при 1050-1150 С в течение 90120 мин. Это позволяет получать не . пирофорное железо, требующее перевода:его н йассивную форму путем длительного. обжига или выдержки. в среде инертного газа, а губчатое железо — в пассивной форме. Зтраты на размол губчатого железа значительно меньше, чем затраты на пассивирование пирофорного железа.

Предпочтительным является использование комбинированного восстановителя — конвертированного природного гаэа в сочетании с углеродсодержащим материалом. Для этого концентрат предварительно смешивают с углеродсодержащим материалом (дренесным углем, сажей или коксиком), который является не только восстановителем, но и разрыхлителем шихты, так как при окислении углеродсодержащего материала объем образующихся газообразных продуктов в два раза больше, чем объем углекислого газа и паров воды, образующихся при восстановлении окислов железа. Весовое соотношение концентрата и углеродсодержащего материала принимают от 8:l до 12:1.

Пример. В качестве сырья используют пиритный огарок (фракция

0,16) следующего состава, вес. : Fe

55,6; 5 0„ 8,7; А2, 0 1,66;СаО 0,96>

И О 0,82; Си 0,36; у д 0,72; S 0,94;

А . 0,17; 1 т огарка смешивают с 3 т водного раствора гидроокиси натрия и направляют н автоклав, где в теЧение

25 мин обрабатынают при давлении

37,5 кг/см2 и температуре 230 С. На выходе иэ автоклава отделяют твердую фазу от жидкой и промывают водой до

pH =- 7,0. В результате получают 0,89т концентрата состава, нес.Ъ: Fe 67,2; 6 О О, 12; АО Оз О, 10; СаО 0,64;

MgO 0,50; Сю 0,39;. п 0,64; Б 0,629;

As 081.

Далее концентрат обрабатывают

5%-ным раствором соляной кислоты в количестве 2,7 т в течение 30 мин при температуре 20 С. Это делают с целью перевода н водорастворимую форму окислов кальция и магния (при этом соедиНения меди и цинка, остаются в твердой фазе). Затем твердую фазу отделяют и промывают теплой водой с температурой 50-60 С и высушивают. Получают 0,88 т концентрата следующего состава,вес.Ъ|Pe 68,3; 6 02 0,12; АЩ0,10

СаО 0,03; М О 0,07.;Си, 0,38;Е 0 647 8;0,625;iAs GГ,01. Этот. концентрат сме " шивают с 0,09 т древесного угля и обрабатывают шихту конвертированным, природным газом при температуре 10501150 С н течение 90 мин, в результате чего получают 0,62 т губчатого железа с содержанием общего железа не менее 98,0% и металлического не менее

96,5В. Губчатое железо размалывают и получают железный порошок следующего хймического состава, вес.%: Fe щ 98;

С„ 0,06; CU 0,51; Zn 0,63; Мп 0,1;

8,088РА5 0,09у . S 0,0351 Р Ot01i

Aq0,04; СаО 0,11; MgO 0,14; О 0,26.

Использование предложенного способа йолучения желеэного. порошка из сырья, содержащего окислы кремния и алюминия, например пиритного, огарка, обеспечивает высокую степень извлечения $10 и АР ОЗ (99,5% и 97,0Ъ соответственно), в то время как известный способ позволяет достичь степени извлечения 5„.0 и А0 0 равной 91%.

Кроме того создается возможность уда ления Ь О и А0 р н водорастворимой форме н одну стадию непосредственно при обработке исходного материала гидроокисью натрия в автоклане.

Формула изобретения

Способ получения железного порошка из железосодержащего материала, включающий обработку исходного матери-, ала раствором гидроокиси натрия в автоклаве,последующую обработку раз- бавленной кислотой, восстановление полученного концентрата и размол, о т л и ч а ю шийся:тем, что, с целью повышения степени извлечения окислов коемния и алюминия, обработку исход596373

Составитель Л.Родина

Техред, Н.Андрейчук Корректор С.Петрушева

Редактор С.Титова

Заказ 979/15 Тираж 949 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4 ного материала в автоклаве ведут прй концентрации гидроокиси натрия 425525 г/л, температуре 220-240 С, давлении 32,5-42,5 кг/см в течение 2030 мин, при соотношении исходного материала к раствору гидроокиси натрия равном 1:2,5-1:3,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 ° Порошковая металлургия. С6.трудов ЦНИИЧМ, вып. 72, М., Металлур6 гия, 1970, с. 5.

2. Патент ФРГ В 970077,кл. 18а 13/00р

1958.