制備還原鐵粉有哪三大要素
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(shè)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(zhì)鐵礦砂中制??;還原劑可應(yīng)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(yīng)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(zhì)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(dāng)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(zhuǎn)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(yīng)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(jìn)行還原,,而還原后的金屬鐵容易發(fā)生燒結(jié)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?yàn)檫€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(jìn)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?yàn)榛曳直厝换烊腓F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(dāng)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?yàn)榧?xì)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(jìn)行;但是粉碎的費(fèi)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(zhǔn)備好了,先進(jìn)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(jié)很緊(即燒結(jié)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(jìn)行風(fēng)選(因?yàn)槟咎勘容^輕,,故可用風(fēng)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(shè)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(hù)具,加熱的方式也只有管型電爐適宜,,因此不適于普遍應(yīng)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?yàn)樗募訜岱绞讲皇芟拗?,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(hù)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(diǎn)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),。