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铁粉是粉末冶金制品的重要原材料,是消耗量最大的粉末冶金原料之一,用于粉末冶金的铁粉耗用量占铁粉总量的70%~8O%。因此铁粉的生产状况与规模,铁粉的品种、质量及成本,对粉末冶金工业的发展都有重要影响。我国生产铁粉的主要原料是以轧钢厂沸腾钢为主的低碳铁鳞,但用于还原铁粉的铁鳞资源却越来越少。因此我国还原铁粉的生产只有另劈新路,使用高纯铁精矿粉生产还原铁粉。
本文针对磁铁精矿粉制取粉末冶金还原铁粉进行了系统的研究。实验中,对高纯度铁精矿粉的制取,原矿的分离及磁铁精矿粉中铁品位的提高进行了研究。在获得了合格磁铁精矿粉的基础上,对磁铁精矿粉进行了两步还原法,制取了粉末冶金用还原铁粉。
实验结果表明:原矿分离为细磨-磁选-阳离子反浮选流程。磨矿粒度在-325目占97%,反浮选药剂为十二胺、药剂用量为160g/t,浮选温度在25℃~30℃,浸出药剂浓度为20%、药剂用量为80kg/t、矿浆浓度为60%,浸出时间为25分钟,获得了TFe71.5%,SiO<,2> 0.2%高品位的磁铁精矿粉。
两步法还原工艺中:固体碳还原;焦碳末与生石灰比为3:1,还原温度为1150℃、料层厚度为48.5mm,还原时间27h。一次还原后的海绵铁破碎粒度控制在-200目,经磁选后TFe为97.5%,SiO<,2>含量为0.6%。二次H2还原;还原温度900℃,料层厚度30mm,还原气体为75%H<,2>+25%N<,2>,还原时间2h。二次还原后的海绵铁经破碎分别制得,松装密度分别为2.64g/cm<3>和2.68 g/cm<3>,流速分别为27.5s和28.5s的-100目和-200目铁粉。经磁选后TFe为99.3%,C 0.007%、Mn 0.062%、S 0.003%、P 0.009%、Si 0.024%、盐酸不溶物0.3%。优于GB/T4136-1994粉末冶金还原铁粉标准。
为进一步研究铁粉的使用性能,实验中遵照GB/T1481-1998;GB/T7963-1987;GB/T5318-1985;GB/T231-1984.标准,测定了铁粉的压制性及烧结后材料的抗拉伸强度、冲击韧性、布氏硬度。当压制压力1000 MPa时,密度为7.21g/cm<3>;压坯抗压强度32.9MPa。烧结后抗拉强度为284.5MPa,冲击韧性达94.8J/cm<2>。布氏硬度为HB83。