Способ получения ниобиевых сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.75 (21) 2307071/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.03,77.Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 26.04.77

Союз Советских

Социалистических

Республик

Кл, 22 С 33/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ва делам изобретений и аткрытий

К 669.168.3 (088.8 ) (72) Авторы В. И. Жучков, Н, А. Ватолин, И. М. Березин, М. A. Рысс, изобретения С. С. Шестаков, Н. П. Лякишев, Г. Ф. Игнатенко и Н. И. Субботин

Институт металлургии Уральского научного центра AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИОБИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к производству ферросплавов. В настоящее время стандартный феррониобий и ниобиевые сплавы получают из технической пятиокиси ниобия или из концентратов, отвечающих требованиям стандартов, углетермическим и алюминиотермическим способом (1 j.

Особенностью этих способов является высокое требование к чистоте ниобиевого сырья по фосфору, поскольку последний в процессе восстановления полностью переходит в сплав.

В то же время имеются ниобийсодержашие руды, в том числе и крупных месторождений на Востоке Советского Союза, со-у д ержашие большое колич ество фосфора, который не удаляется обычными методами обогашения.

Гидрометаллургическое обогащение дорого и нетехнологично. 20

Ниобиевые концентраты (40%Nb<0>) содержат 1-4% фосфора вместо 0,08-0,12% по норме (МПТУ 442 3-54). Это не позволяет получать из них стандартные ниобиевые сплавы существующими способами.

Рекомендация проведения процесса восстановлением вредных примесей химически активным восстановителем, каким является алюминий, ведет к потерям ниобия от его восстановления и выводе из шлакового расплава в блок попутного металла на первой стадии (безвозвратные потери).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения малофосфористых шлаков, основанный на селективном углетермическом восстановлении фосфора и железа при оптимальном количестве углерода 0,18-0,20 на единицу марганца (21.

Содержание фосфора в исходной марганцевой руде — 0,15%, в обесфосфоренных шлаках — 0,015% фосфора.

Фосфор в обесфосфоренных шлаках остается за счет не осевших корольков фосфористого металла, полученного в процессе восстановительной плавки первого этапа.

Полученный шлак l этапа проплавляют на втором этапе в электропечах с целью получения либо марганца (предельного) yr551398

Тираж 802

ЦНИИПИ Заказ 92/16

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 летермическим методом, либо марганца металлического силикотермическим методом.

Недостатком метода является то, что данный процесс предусматривает обесфосфоривание сырья только с относительно низкими содержаниями фосфора.

11ель изобретения — обеспечить получение ниобиевых сплавов с кондиционным содержанием фосфора из высокофосфористых HHQGHBвых руд.

Способ получения ниобиевых сплавов из высокофосфористых ниобиевых концентратов предусматривает два этапа, Первый этап. Углетермическое селективное восстановление фосфора ниобиевого концентрата в дуговой электропечи и последующее осаждение корольков восстановленного металла железоосадителем, например,чугунной или стальной стружкой, рудой или 20 концентратом.

Оптимальные технологические параметры I этапа, найденные экспериментальным путем: шихта должна содержать 10-50% избытка углерода-восстановителя от расчет- 25 ного количества для восстановления фосфора и железа; количество железоосадителя, зависящее от содержания фосфора в концентрате составляет 10-20% (по железу) от веса концентрата.

Второй этап. Электропечное алюмотермическое восстановление шлаков 1 этапа с расходом шихты 2"-35 кг/мин на 1000ква мощности печи. Второй этап можно проводить как на жидких, так и на твердых шла- З5 ках, Примеры плавок по обесфосфориванию различных Белозиминских ниобиевых концентратов.

Пример 1 . Шихта состоит из 40

600 кг концентрата, содержащего 37,9%

МЬgО, 11,4% Реg0,6,4% Р О, 7,7% SiО, 0,32% Я 45 1 кг углерода и 105 кг чугунной стружки.

Избыток углерода составил 42Fo от теоретически необходимого для восстановления фосфора и железа. Получен шлак с содержанием 36,5% йЬ О., 0,19% Р 1,28 и

0,022% С.

Таким образом, увеличение избытка углерода существенно улучшило условия дефосфорации.

Пример 2 . Шихта состоит из

600 кг концентрата, 41,22 кг углерода, 110 кг чугунной стружки.

В этой плавке концентрат содержит

38,3% И Ь я 05 ., 13,3/о P&Q> 1,959o Р, 9,6% Si0 и 0,27% S.

Часть чугунной стружки (60 кг) смешивали с шихтой, а остальную давали по ходу плавки небольшими порциями.

Избыток углерода в данной плавке составил 30%. Получен шлак с содержанием

39 88% Nb>0> 0 09% Р, 1,5% РЯ и 0 1 1% С.

Учитывая большие колебания содержания фосфора в концентратах различных партий (от 1 до 40%) рекомендуются пределы углерода 10-50% от теоретически необходимого для восстановления фосфора и железа.

Пример 3. Алюмотермическую плавку проводят в печи мощностью 980 кв. Шихта состоит из молотого обесфосфоренного шлака (34,4% Nb Q и 0,5% Р), алюминия и железной руды. Шихту подают из бункера шнековым питателем через свод со скоростью 31,7 кг/мин. Процесс плавки ведут равномерно, без выбросов, горячо. Извлечение ниобия составило до 90,3%. Получен феррониобий в количестве 618 кг, содержащий, %:

Ниобий 44

Кремний 12

Алюминий 2

Фосфор 0,5

Подача шихты со скоростью 23 кг/мин или 37-38 кг/мин ведет к захолаживанию колошника, худшему разделению металла и шлака.

Формула изобретения

Способ получения ниобиевых сплавов, заключающийся в селективном углетермическом восстановлении фосфора и железа из высокофосфористых ниобиевых концентратов с последующей металлотермической переработкой обесфосфоренных шлаков, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения содер>кания фосфора в сплаве, углетермическое восстановление ведут с избытком углерода

10-50% от расчетного, вводя, по ходу плавки, железосодержащий осадитель 5-20% (по железу) от веса концентрата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Рысс М. А. "Производство ферросплавов", М., "Металлургия", 1968, с. 42-44.

2. Елютин В. П. "Производство ферросплавов", М., "Металлургиздат", 1957, с. 136 (прототип) .