鉬鐵生產(chǎn)工藝流程

1、鋁鐵生產(chǎn)工藝流程一、鋁金屬特性介紹鋁的主要物理化學(xué)性質(zhì)如下:相對原子質(zhì)量95.95密度/(g/cm3 )10.2熔點/K2883沸點/K5833熔化熱/(kJ/mol )7。37烝發(fā)熱/ (kJ/mol )536。3嫡(298K時)/(J/(mol.K)28。61?鋁的熔點較高，在高溫下鋁的蒸氣壓很低蒸發(fā)速度小，鋁的最大特點是導(dǎo)電性強(qiáng)。鋁能耐無機(jī)酸的腐蝕，但能很快地溶解在硝酸及硫酸的混合溶液中。? 鋁與鐵可按任何比例互溶.在1453-1813K范圍內(nèi)，化合物 MoFe（含Mo63。29%涸態(tài)穩(wěn)定。1753K以下即使處于 固相也會結(jié)晶出Mo2Fe3。含鋁量大于50%時，合金熔點顯著升高，如含鋁

2、60%的合金熔點為2073K,含鋁高的鋁鐵不能從爐內(nèi) 流出。? 鋁與碳生成碳化物 Mo2C和MoC o Mo2C的熔點為2653K , MoC的熔點為2843K,還可能生成復(fù)合碳化物 Fe3Mo3C 和Fe3CMo3C.鋁與硅生成 Mo3Si、Mo5Si3、MoSi2。鋁與鋁生成 MoAl。鋁與硫生成一系列的硫化物， MoS2、Mo2S3、MoS3 , 其中MoS2是主要的硫化物.含MoS2的鋁礦稱為輝鋁礦。當(dāng)溫度大于 673K時MoS2易氧化成MoO3和MoO2.? 鋁與氧生成一系列的氧化物 MoO3、MoO2、 Mo2O3、 Mo4O11等，其中最穩(wěn)定的是 MoO3和MoO2。MoO3具有

3、 明顯的酸性，稱為鋁酸酥，是淺綠色的粉未；加熱時呈鮮黃色。熔點 978K,沸點1428K ,生成熱746kJ/mo,密度4。4g/cm3 , 當(dāng)溫度大于873K時MoO3就顯著升華。MoO3微溶于水，能溶于苛性堿、蘇打、氨的溶液中而生成鋁酸鹽.MoO2是紫褐色的粉末，并有金屬光澤。當(dāng)溫度大于 1273K時MoO2顯著升華，其生成熱為 588.2kJ/mol ,密度6.34g/cm3。MoO2不溶于水和堿性 水溶液，也不溶于硫酸、鹽酸等酸中。 二、鋁精礦的氧化焙燒?鋁精礦中含MoS約75%,因為含硫高不能用來直接冶煉鋁鐵和生產(chǎn)氧化鋁塊，所以必須經(jīng)過氧化焙燒脫除硫才能使用。習(xí)慣上焙燒前的鋁精礦稱為

4、生鋁精礦，焙燒后的鋁精礦稱為熟鋁礦或鋁焙砂。?往焙燒爐加精礦前，應(yīng)按鋁含量和雜質(zhì)含量進(jìn)行配料，并要充分混合均勻，配好的料中鋁含量誤差在 0.2 %之內(nèi)，Mo45%,Pb0o 8%, CuKO。6%,SiO2 V12, CaO3%, H2CX4%。1、單層爐焙燒鋁精礦?只有一層爐床的反射爐稱間層爐.一般單層爐參數(shù)為：爐床高 850mm,爐床長6000mm,爐床寬1500mm ,爐膛高 500mm ,爐門4個。?爐子用耐火粘土磚砌筑。在爐頭有燒煤的燃燒室及燃燒室下面的灰坑，中間是高約850mm，寬1500mm，長6000mm的爐床，爐子有爐頂和防止精礦落入燃燒室及水平煙道的擋墻，爐尾擋墻略高些。一

5、般有 4個爐門，習(xí)慣上把靠近尾部的爐門稱為第一爐門，靠近燃燒室的爐門稱為第四爐門，第一爐門裝進(jìn)鋁精礦，第四爐門是出料用的，所有爐門都可用作攪拌和撥料用。在爐子末端有隔墻的坑，此處收集大粒的鋁塵，而后煙氣進(jìn)入直立煙道部分，然后到主煙道水平部分，主煙道一直通到收塵室，單層爐一般水平煙道較長，以便煙塵的回收，最后煙氣進(jìn)到煙筒。?精礦裝爐以前要經(jīng)過2mm的篩子，以增大精礦與氣體的接觸面積，增加反應(yīng)速度.? 一次裝料約300kg，平鋪在第一爐門口區(qū)域內(nèi)的爐床上，厚約65mm,連續(xù)焙燒約120分鐘向前撥到第二爐門口區(qū)域. 約120分鐘再向前撥到第三爐門口區(qū)域。從每一爐門裝料，到第四爐門出爐，大致需8小時,

6、第一爐門區(qū)域向前撥完料時，將準(zhǔn)備 好的精礦加到第一爐門口區(qū)域，連續(xù)地進(jìn)行焙燒。?第一爐門口的氣體溫度為 503 573K ,精礦溫度為453 503K。第一爐門區(qū)域主要脫除油和水分，每隔30分鐘左右攪拌一次。第二爐門口的氣體溫度為673 -723K ,精礦溫度為683 733K。第二爐門區(qū)域主要是加熱精礦，并有脫硫反應(yīng)的發(fā)生，每隔20分鐘攪拌一次。第三爐門口的氣體溫度為813-853K,精礦溫度為823 873K。第三爐門口區(qū)域脫除總硫量的75%左右，每隔10分鐘攪拌一次.第四爐門口的氣體溫度為 873953K,精礦溫度為883 973K。第四爐門口區(qū)域靠近燃燒室，爐氣溫度較高，這里一直把精礦

7、燒到含硫0.07%以下才能出爐，每隔78分鐘攪拌一次。發(fā)生固化時要開大爐門不停地攪拌，直到分散時精礦已脫硫合格，此時應(yīng)立即出爐.?各爐門的溫度控制可通過調(diào)節(jié)爐尾部的插板和燃燒室的供熱量來實現(xiàn)。盡量控制精礦溫度在923K以下以減少的揮發(fā)。單層爐焙燒鋁精礦回收率為 94 %左右。2、回轉(zhuǎn)窯焙燒鋁精礦? 在國內(nèi)用外加熱式回轉(zhuǎn)窯焙燒鋁精礦，回轉(zhuǎn)窯技術(shù)參數(shù)為：長度18000mm ；直徑1100mm ；轉(zhuǎn)速0.5 1r/min；傾角1 %。每小時加料190 200kg,每臺窯日產(chǎn)氧化鋁砂 3.84.5t.?窯內(nèi)物料在窯體旋轉(zhuǎn)和傾斜作用下，由窯尾向窯頭運(yùn)動。同時，輝鋁礦的氧化反應(yīng)開始進(jìn)行。根據(jù)MoS2在窯內(nèi)

8、發(fā)生的熱化學(xué)反應(yīng)和加熱爐的熱效應(yīng)作用，窯內(nèi)大致可分成三段，每段的位置隨加料速度及精礦的物理性質(zhì)及化學(xué)成分不同而有 所變化：? (1)預(yù)熱干燥帶。此段在窯尾部 67m處,溫度在773923K之間，物料在這段里預(yù)熱干燥，除去油和水。?(2)反應(yīng)帶。此段在窯中間 4-5m處，溫度在923-1073K , MoS2在這段達(dá)到燃點，主要靠本身的化學(xué)反應(yīng)熱進(jìn)行氧化反應(yīng)生成鋁的氧化物。當(dāng)物料的殘硫降至3.5%以下時，不能靠反應(yīng)熱脫硫，此時靠加熱爐供給的高溫，使殘硫繼續(xù)脫掉.? (3)冷卻帶。在窯頭7 8m處，溫度在923-1023K之間，焙燒好的熟鋁礦在這段里降溫冷卻后出爐。?回轉(zhuǎn)窯焙燒鋁精礦，物料在爐內(nèi)停

9、留約4h。采用重力和旋風(fēng)除塵器收塵.回轉(zhuǎn)窯焙燒鋁精礦回收率 96.6%97。5%, 熟鋁礦含硫達(dá)到小于0.08 %以下，合格率達(dá)到90% o回轉(zhuǎn)窯的窯體加熱部位容易被燒壞，一般3個月?lián)Q一次。3、多層爐焙燒鋁精礦?多層爐在國內(nèi)外較普遍使用，是一種較好的焙燒設(shè)備。爐子是由內(nèi)襯耐火粘土磚的筒形外殼鐵殼組成，爐子的中央裝有由電動機(jī)通過減速器帶動旋轉(zhuǎn)的中心軸 ，固定耙齒的耙臂固定在中心軸上，耙齒放在爐床上作圍繞中心軸的圓周運(yùn)動。耙臂用 從中心軸送入的空氣冷卻.? 八層爐外徑 6034mm ,內(nèi)徑為5034mm，總高度為12970mm,中心轉(zhuǎn)速為 0。75、0。98r/min。?配好的爐料，借助料斗下的螺

10、旋加料機(jī)加入爐內(nèi)，根據(jù)需要調(diào)整加料速度把精礦加到第一層爐床的外緣，借助固定在耙臂上的帶有角度的耙齒撥料攪拌，爐料從爐床的外緣向爐子中心運(yùn)動，最后從爐子中心軸附近的落料孔，落到爐子第二層爐床的內(nèi)緣區(qū)域。由于耙子的攪拌拔料，爐料向爐床外緣運(yùn)動，經(jīng)落料孔落到第三層爐床的外緣區(qū)域，這樣精礦通過所有的爐床，焙燒合格的熟鋁精礦經(jīng)第八層爐床落入下面的儲料罐中。?硫化鋁氧化時放出的熱量較大，故燃料消耗不大。焙燒爐用的煤氣經(jīng)地下管道及配置在爐子四周的噴嘴引入爐內(nèi)第六、 七、八層。1-7層分別有出氣管道，廢氣經(jīng)總管排出。每層設(shè)有爐門，供觀察爐況和調(diào)節(jié)溫度用。?由生產(chǎn)實踐可知，二、三層爐氣溫度稍底，爐料呈暗紅色，爐

11、氣暢通有助于料粒呈疏松狀態(tài)，對維護(hù)爐子正常操作會 起到良好的作用。上述溫度允許稍有不同，但爐溫過低，會使焙燒速度減慢和彳#不到低硫的焙砂；爐溫過高會由于三氧化鋁的揮發(fā)， 使鋁的損失增加，而且爐料會燒結(jié)成塊，焙燒不透，又會引起爐床燒結(jié)精礦層的長起，加速耙齒的磨損，因此焙燒鋁精礦時應(yīng)特別注意各層溫度的控制。?各層溫度可通過增減送入爐內(nèi)的煤氣量，增減抽刀，開閉各層爐門及各層廢氣管道閥門的方法來調(diào)節(jié)。要增加3-7層各層的溫度，需要打開第八層小爐門和加大煤氣的供給量或關(guān)上心、七層的廢氣閥門；要提高六、七層溫度，需加大煤氣消耗量。如果上述方法達(dá)不到預(yù)期的效果，欲增加各層溫度必須減小抽刀。要降低溫度必須增加

12、抽刀。為降低2-5層過高的溫度，應(yīng)加入返回品，必要時可打開 3、4層小爐門。?爐中12層是預(yù)熱區(qū)域，3 5層是主要的脫硫區(qū)域，6-8層是脫除殘硫的區(qū)域。把固化層控制在第六層有利于氧化 去硫，因此，當(dāng)固化層移到第五層或第七層時，應(yīng)采用降低吸力或增加吸力的辦法調(diào)整。?隨著焙燒的進(jìn)行，精礦外表特征也發(fā)生變化，焙燒好的熟鋁礦在熱時呈黃色并有光澤。當(dāng)輝鋁礦在多層爐焙燒時，大 約逸出粉塵10%- 15%,收塵系統(tǒng)一般由旋風(fēng)除塵器和電除塵器組成，除塵效率99%,收下的粉塵要返回爐中進(jìn)行焙燒。八層爐每臺爐子晝夜產(chǎn)量約14to4、沸騰爐焙燒鋁精礦?這種方法比較廣泛地用于焙燒硫化物精礦。焙燒過程中空氣由下向上流動

13、，向上流動的氣流使?fàn)t料顆粒處于沸騰狀態(tài)， 這個狀態(tài)的特點是氣流中的顆粒劇烈地運(yùn)動，其外觀很像沸騰的液體，所以稱為沸騰焙燒。沸騰焙燒具有明顯的優(yōu)點，如(1)生產(chǎn)效率比多層爐提高 15 20倍;(2)焙燒過程可自動化進(jìn)行；(3)焙燒中不容易生成鋁酸鹽和焙砂中不含二氧化鋁;?(4)沸騰焙燒中銖的逸出率高達(dá) 92%三、爐外法生產(chǎn)鋁鐵工藝簡介1、原料?熟鋁礦是生產(chǎn)鋁鐵的主要原料，是鋁鐵中的鋁的來源，除要求品位高以外，對雜質(zhì)也有嚴(yán)格的要求.一般成分為:Mo48% 52%, S0。065%, P 68% , SK0。05% ,鵬0.035 %,C0 30%,CuV0.1%。 鐵鱗在使用前須加熱干燥去掉水分及

14、油分，在生產(chǎn)中也可以使用鐵礦，但鐵礦含硫較高，現(xiàn)國內(nèi)已很少使用。?鋼屑是合金中鐵的主要來源，要求含鐵大于98%,一般用碳素鋼鋼屑。螢石粒度應(yīng)在20mm以下,使用前要加熱干燥， 去掉水分，螢石中Ca降90%, SKOo 05%, P0.05%,方可使用。爐料中螢石的配加量取決于實際爐渣情況和熟鋁礦中SiO2的含量，一般配入量每批料23kg。?硝石就是硝酸鈉，當(dāng)使用含鋁低的熟鋁礦時，常由于氧量不足，還原劑不能多加，而造成爐料發(fā)熱量偏低，可用硝石作補(bǔ) 熱劑，每批料配加1-3kg o?爐料配比? 爐料配比為：熟鋁礦100kg ;硝石3kg;鋁粒6kg;鐵鱗20kg;硅鐵粉28028kg;鋼屑23.06

15、kg;螢石2kg;總計182.34kg 。?每批爐料總放熱量為：? 102195 o 6 + 266662 + 17170 +8716。9 + 25288.3 =420032.8(kJ )2、熔煉操作?爐料準(zhǔn)備?爐料要加工成合適粒度，然后要進(jìn)行烘干 ，按配料比進(jìn)行配料。爐料的準(zhǔn)確稱量是保證冶煉正常進(jìn)行的先決條件。稱量的順序是熟鋁礦、硝石、鋁粒、鐵鱗、硅鐵、鋼屑、螢石。稱好的爐料放入混料機(jī)內(nèi)混料，混料時間約8min,混合均勻的爐料放入聚料斗內(nèi)。?配料工作是一項非常仔細(xì)、不容許有絲毫差錯的工作，配料人員要精力集中、責(zé)任心強(qiáng).盡可能采用電子自控裝置。?配料時應(yīng)嚴(yán)格防火，因爐料易燃和粉塵易爆的特性，要

16、求有嚴(yán)格的防火措施?；炝瞎ば蛞袊?yán)密的封閉排煙除塵設(shè)施。3、熔爐?熔爐是冶煉鋁鐵的主要設(shè)備。熔爐外殼是用10mm鋼板焊制的圓形筒，內(nèi)襯耐火粘土磚，在距爐殼下緣100mm處開設(shè)一個直徑120mm的放渣準(zhǔn)備好的熔爐放在砂基上，在砂基中作成半球形的凹坑，用以容納熔化的合金。容納合金的凹坑稱砂窩.?用烘干的河砂作成砂窩、擺正爐筒后將砂窩搗實，尤其是爐筒下緣與砂窩之間的結(jié)合處， 要在里面搗高150-200mm , 外面搗高400mm以防止冶煉時爐渣由結(jié)合縫漏出。砂窩靠自然烘干，嚴(yán)禁用濕砂窩，否則會造成嚴(yán)重噴濺現(xiàn)象，甚至噴濺傷人。4、熔煉過程混合好的爐料裝入熔爐內(nèi)。第一料斗加好后應(yīng)加入精整返回品、碎屑，鋪

17、成中空的環(huán)行一圈，不要靠近爐墻，以防粘結(jié)在爐壁不熔，也不能在中心不留反應(yīng)通路，隔斷反應(yīng)。環(huán)形鋪好后，再加入第二斗爐料，裝好爐料后料面距爐子上緣不應(yīng)少于500mm ,以防反應(yīng)時噴濺外溢.?在爐料表面中心做一凹坑，加入點火混合物再用鋼釬插入點火物中搖晃，使點火物與下部爐料相通。之后點火物中心加引火劑鎂屑100g,擺正排煙罩后用紅火點燃，反應(yīng)自動進(jìn)行。?反應(yīng)過程的變化是由中心開始向下和向四周蔓延.正常反應(yīng)時間小于10分鐘。在前1/4時間反應(yīng)平緩；在中間一段時間反應(yīng)激烈，排出大量褐色濃煙，有沸騰和輕微噴濺現(xiàn)象；在后1/4時間反應(yīng)減慢，火焰明亮，煙氣轉(zhuǎn)淡，反應(yīng)結(jié)尾有明顯亮光。?冶煉過程正常標(biāo)志是：?(1

18、)反應(yīng)激烈，排出煙氣濃厚，反應(yīng)中不間斷，不噴濺，反應(yīng)結(jié)束明顯，沒有拖長現(xiàn)象，反應(yīng)結(jié)束后，煙氣發(fā)亮清透。? (2)放渣時渣子流動性較好，稍有粘結(jié)現(xiàn)象。冷卻后渣罐內(nèi)渣子表面突起，有光澤，渣樣呈深綠色?(3)拔起爐筒時有拉渣絲現(xiàn)象，鋁鐵錠上層渣蓋微向下凹。? (4)反應(yīng)時間在2 10分鐘范圍內(nèi)。?冶煉過程不正?，F(xiàn)象、原因、后果及處理方法為：? (1)其他現(xiàn)象正常，但大量噴濺。這是由于爐料潮濕或單位發(fā)熱量過高或砂窩潮濕引起的。這種現(xiàn)象容易造成漏爐或 爐料噴濺傷人，使合金含硅偏高.如果是發(fā)熱量偏高，就要減少鋁粒，增加硅鐵粉的配入量；如果是爐料或砂窩潮濕，就要解決爐 料和砂窩的干燥問題。? (2)反應(yīng)過于

19、激烈，大量噴濺，反應(yīng)時間很短，結(jié)束快；結(jié)束后煙氣明亮，爐渣粘稠，色澤藍(lán)綠，取出的小鋁鐵樣冷卻后易碎裂，斷面有亮星呈銀白色。這是還原劑過多的表現(xiàn)，常導(dǎo)致合金硅高鋁底，這時必須減少還原劑的配入量，一般每批料減少0.3-0o 7kgo? (3)反應(yīng)平穩(wěn)，反應(yīng)間斷，煙氣深褐色且上升緩慢 .反應(yīng)時間長，結(jié)束不明顯且拖長.拔爐后，鋁鐵錠表層渣面出現(xiàn)氣 泡，并有冒火現(xiàn)象.在未冷的鋁鐵錠中取出小塊鋁鐵樣冷卻 ，后表層掛黑褐色的渣子，小鋁鐵樣很硬，斷面不整齊，呈灰黑色。這是 還原劑不足的表現(xiàn)。這會導(dǎo)致合金含鋁較高，含硅較低(低于0.05%),鋁鐵錠分層，冷卻時極易生銹，精整困難、爐渣含鋁高、 金屬顆粒多，這時必

20、須增加還原劑，一般每批料增加0.20.5kg。? (4)反應(yīng)進(jìn)行緩慢，無明顯正常煙氣，反應(yīng)時間長.這是爐料發(fā)熱量不足所致.這往往導(dǎo)致合金含鋁高，含硅也高，鐵錠分 層或偏析反應(yīng)結(jié)束后的30分鐘為金屬顆粒鎮(zhèn)靜沉降時間，以保證渣中含鋁在0o 35%以下。打開渣口，爐渣流入渣罐中，取樣分析鋁含量。高于0.35 %的富渣要返回熔煉。貧渣可以棄去或綜合利用.放渣后，拔起爐筒，用鐵勺從砂基上的金屬錠中取鐵樣。合金表面光滑，微結(jié)綠渣，斷口致密呈銀灰色，結(jié)晶細(xì)小，無亮星，標(biāo)志著鋁鐵質(zhì)量良好。正常的合金、爐渣成分范圍如下.，這時要檢查爐料粒度、成分和含氧量，而后再根據(jù)具體情況調(diào)整配料比。?反應(yīng)結(jié)束后的30分鐘為金

21、屬顆粒鎮(zhèn)靜沉降時間，以保證渣中含鋁在0o 35 %以下。打開渣口，爐渣流入渣罐中，取樣分析鋁含量。高于0.35 %的富渣要返回熔煉。貧渣可以棄去或綜合利用。放渣后，拔起爐筒，用鐵勺從砂基上的金屬錠中取 鐵樣.合金表面光滑，微結(jié)綠渣，斷口致密呈銀灰色，結(jié)晶細(xì)小 ，無亮星，標(biāo)志著鋁鐵質(zhì)量良好。正常的合金、爐渣成分范圍如下。? 5、合金與爐渣成分鋁鐵成分MoSiCSPCuSuSbAsPb%59-610o51.00.05-0 o 100.05-0 .080.03-0。040.1-0 .50o 01-0o040o 01-0.040.01 0O 020o0001 0o 005爐 渣 成 分MoSiO2MgOAl2O3FeOCaOS%0o01-0 。3558-631.0-250.01-0 .03?合金錠在砂窩中冷卻7-8h,用特制夾具起鐵。在錠底部燒結(jié)砂層要刮掉，錠的上部渣蓋要用耙子推掉，錠的上部渣 蓋要用耙子推掉，再用壓縮空氣