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制備還原鐵粉有哪三大要素

點擊次數(shù):   更新時間:19/08/27 15:47:08     來源:m.haxymj.com關閉
  制備還原鐵粉的方法很多,而還原法制備鐵粉,是工業(yè)中廣泛采用的一種方法。它的制造工藝及設備都比較簡易,適于遍地開花、土法生產(chǎn)。它的原料也非常廣泛,如鐵屑、鐵鱗鱗等廢料均可,可直接從高品質鐵礦砂中制??;還原劑可應用我國極為普遍的木炭。
  制備還原鐵粉的三要素:
  一、原料
  鐵粉的純度及顆粒大小取決于原料的純度及顆粒大小,因此要注意原料的選用。原料的顆粒大小,可由研磨及篩分的方法來控制,一般說來,小于0.4公厘就可以應用了。影響純度顯著的為原料中的二氧化硅含量,含硅較高的原料就無法制得較好的鐵粉(即含金屬鐵較高的)。原料中的泥砂,經(jīng)過洗選I藝可以除去大部份,若能在收集原料的地方(如軋鋼車間)保持清潔,盡是避免泥砂的滲入,則對于生產(chǎn)鐵粉有很大的幫助。
  含硅較低的沸騰鋼鐵磷是制取高品質鐵粉的良好原料。木炭比較便宜(其中的烏鋼碳含灰份較低),是良好的固體還原劑;當然如有炭黑那更好,但是成本較高。
  二、還原劑
  還原劑有氣體(如天然氣、轉換發(fā)生爐氣等)及固休(如炭黑,木炭等)兩種,亦可二者配合使用。應用氣體還原劑時(其中的氫氣及一氧化碳的含星越高越好,而所含的二氧化碳、水蒸汽及氧氣則越少越好),還原劑是由還原屑的表面滲入內(nèi)部進行還原,而還原后的金屬鐵容易發(fā)生燒結作用,透氣性不好,這會影響氣體的繼續(xù)滲透,因此還原屑的厚度受到了一定的限制,亦影響了生產(chǎn)速度。采用固體還原劑時,因為還原性氣體由還原屑內(nèi)部直接產(chǎn)生,即氧化鐵與還原劑作用生成,這就改進了還原物的透氣性,因而可以增加還原屑的厚度,改善還原情況,提高生產(chǎn)速度,同時還原后的鐵粉比較疏松,容層研磨粉碎。所用固體還原劑(如木炭)的灰份含是越低越好,因為灰分必然混入鐵粉中,因此降低了鐵粉的純度。
  在使用固體還原劑時,往往不容易掌握混入的適當碳量,混入的碳星少了,則還原不完全,多了又發(fā)生剩碳,二者對鐵粉純度都不利。若以還原性氣體及固體還原劑配合使用,也就是說,所混入的固體碳不足以完全還原全部氧化鐵(如加入10-15%的碳星),而未還原的氧化鐵則由還原性體來完成還原作用,這樣還原屑仍能保持良好的透氣性,又可以避免還原不完全或剩碳的問題,能夠得到含金屬鐵較高的鐵粉。
  固體還原劑的顆粒是越小越好,因為細的粉末有較大的表面積,即與氧化鐵的接觸面大,容易發(fā)生作用,有利于還原的進行;但是粉碎的費用必然增多,與成本是相矛盾的。一般說,能研磨至小于0.075公厘就比較滿意了。
  三、還原工藝
  原料準備好了,先進行混合,然后在1000-1100C保溫3-4小時,一般即可完成還原過程。還原溫度若高于1100°C,鐵粉粘結很緊(即燒結得比較厲害),增加了粉碎的困難;如果溫度較低,則還原時間變長,影響了生產(chǎn)的速度,甚至還不能完全還原。
  假使和混入碳星較多,則鐵粉的剩碳也較多,甚至肉眼即可看出黑色的碳粉。除了減少混入的碳量外,也可進行風選(因為木炭比較輕,故可用風力來分離鐵粉及木炭)及磁選,以除去大的剩碳,提高鐵粉的純度。
  在還原過程的最后階段一即冷卻階段,設法避免鐵粉的重新氧化,否則鐵粉將失效,至少時不可能得到較好的鐵粉。若采用氣體還原或固體與氣體配合還原法,則可避免重新被氧化的危險,但它需要密封的保護具,加熱的方式也只有管型電爐適宜,因此不適于普遍應用。
  目前許多地方均采用密封搪瓷管來還原鐵粉,即以原料置于搪瓷管中,再用火坭密封,可以減少漏氣,因為它的加熱方式不受限制,故值得研究推廣。假如按照反射爐的型式,使其廢氣集中由橫的煙道除去,而還原好的鐵粉即放置于此煙道內(nèi),在廢氣的保護下逐漸冷卻(能迅速冷卻則更好),這就可以降低鐵粉重被氧化的程度。其主要缺點時溫度不易控制,同時搪瓷罐內(nèi)外的溫度有-定的差別,也要在內(nèi)。