14.05.2018

Шихтовые материалы выплавки феррониобия


Основными материалами выплавки феррониобия, имеющими промышленное значение, в настоящее время являются пирохлоровый концентрат и техническая пятиокись ниобия.

Минерал пирохлор имеет химическую формулу (Ca, Na)2 (Nb, Ti)2O6 (О, ОН, F). Аналогичный минерал, в котором ниобий замещен танталом, носит название микролит. Пирохлор и микролит встречаются в рудах совместно и образуют изоморфный ряд, вследствие чего природные минералы содержат и тантал и ниобий одновременно.

Ниобиевый концентрат марки KH согласно ОСТ 48-37—72 должен содержать не менее 38% Nb2O5 + Ta2O5; отношение содержания примесей к содержанию Nb2O5 + Ta2О5 должно быть небо-лее: P — 0,0025; SiO2 — 0,32; S — 0,003; TiO2 — 0,32.

Содержание влаги не должно превышать 1 %.

Фактическое содержание контролируемых компонентов в пирохлоровых концентратах колеблется в следующих пределах: 37,0—43,6% (Nb2O5 + Ta2O5); 11,2—14,2% SiO2; 7,3—14,3% TiO2; 0,04—0,13% Р; 0,03—0,10% С; 0,04—0,20% S; до 0,06% As.

Ниобиевый концентрат, поставляемый с одного из месторождений по ТУ 48-0506—1—74, при содержании Nb2О5+Ta2О5 не менее 38,0% может содержать фосфора до 0,8%, двуокиси кремния и двуокиси титана до 11,4 %, серы до 0,11%, влаги до 1,0%.

К числу наиболее распространенных минералов, содержащих ниобий и тантал, следует отнести также лопарит (Na, Ca, Cl)х(Nb, Ta, Ti) O3. Отношение Nb2O5 : Ta2O5 в лопарите близко к 20.

Техническую пятиокись ниобия получают химической переработкой ниобийсодержащих руд. Химический состав пятиокиси ниобия, используемой в черной металлургии для производства легирующих сплавов с ниобием, должен соответствовать нормам, приведенным в табл. 80.

Фактическое содержание контролируемых компонентов в технической пятиокиси ниобия, предназначенной для выплавки ферросплавов, следующее: 81,2—99,5% Nb2O5; 0,10—1,2% Ta2O5; 0,02—1,8% SiO2; 0,06—0,9% TiO2; 0,09—3,9% Fe2O3; 0,05—0,4% Р; 0,03—0,1% С; 0,01—0,2% S; 0,3—2,5% п. п. п. при 600° С; до 0,02% As; 0,0006% Pb и 0,003% Sn.
В состав шихты алюминотермической плавки, кроме основного ниобийсодержащего сырья (техническая пятиокись ниобия или ниобиевый концентрат), входят следующие компоненты:

1) алюминиевый порошок, получаемый из первичного алюминия и используемый в качестве восстановителя окислов шихты;

2) железная руда, вводимая для получения сплава заданного состава и улучшения энергетических условий процесса;

3) при использовании ниобиевых концентратов в шихту добавляют специальные окислители (натриевую селитру, бертолетову соль), которые при взаимодействии с алюминием выделяют большое количество тепла и повышают температуру металлургического процесса;

4) при выплавке феррониобия с использованием технической пятиокиси ниобия необходимость в окислителях отпадает, и в шихту вводят известь или магнезитовый порошок для получения нужных свойств шлака.

Железная руда, используемая в алюминотермическом процессе, должна содержать минимальное количество кремнезема и фосфора. Для снижения содержания кремнезема до 2—4% железную руду иногда подвергают гравитационному обогащению. Перед плавкой руду дробят до частиц размером <2 мм и прокаливают. В Японии запатентован способ выплавки феррониобия, отличающийся тем, что в шихту внепечной плавки вместо железной руды входит электролитическое железо.

Известь, используемая для выплавки феррониобия, должна быть свежеобожженной с содержанием углерода не более 0,5%. Размер зерен извести и магнезитового порошка не должен превышать 2 мм.





Яндекс.Метрика