[发明专利]基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备硼铁合金的方法

摘要

一种基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备硼铁合金的方法，属于铁合金技术领域。该方法将原料预处理后，按质量比，硼酐∶Fe₂O₃粉末∶铝粉∶CaO＝1.0∶(1.33～4.49)∶(1.22～2.29)∶(0.6～3.2)称量，然后采用梯度加料的方式进行铝热自蔓延反应得到高温熔体，进行梯度还原熔炼，加料完毕之后进行保温熔分，向高温熔体中加入CaO‑CaF₂基精炼渣，除渣后得到硼铁合金。该梯度加料的方法实现反应过程及温度的控制以及金属氧化物的彻底还原，且配铝系数梯度越小，合金熔体中铝残留越低。该渣洗精炼，实现渣金界面化学反应和渣金分离的彻底进行，提高硼回收率，同时，降低了熔体温度，利用了体系反应热，降低能耗。

主权项

1.一种基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备硼铁合金的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：物料预处理将铝热自蔓延反应原料分别进行预处理，得到预处理后的铝热自蔓延反应原料；所述的预处理为：将硼酐，Fe2O3粉末，CaO，分别进行焙烧，焙烧温度150~400℃，焙烧时间12～72h；所述的铝热自蔓延反应原料包括硼酐、Fe2O3粉末、铝粉和CaO；按配比，称量预处理后的铝热自蔓延反应原料，按质量比，硼酐∶Fe2O3粉末∶铝粉∶CaO=1.0∶(1.33～4.49)∶(1.22～2.29)∶(0.6～3.2)；所述的铝热自蔓延反应原料中，各个原料的粒度分别为：硼酐≤2mm；铝粉粒度≤2mm；Fe2O3粉末≤0.2mm；CaO粒度≤0.2mm；步骤2：铝热自蔓延反应采用以下两种加料方式之一进行铝热自蔓延反应：加料方式一：将称量的除铝粉以外的铝热自蔓延反应原料混合均匀，得到混合物料，将混合物料分为若干份；按照每份混合物料加入反应炉的顺序，分别配铝，配铝量按照反应化学计量比的1.10～1.25倍逐渐降低至化学计量比的0.9～0.75倍；按照化学反应方程式得到加入铝粉的总质量为理论加入总质量mt，铝粉的实际加入总质量为ma，其中，ma=mt×(95~100)%；其中，第一批加入反应炉的混合物料的质量占总混合物料质量的10~30%，并且第一批加入反应炉的混合物料，需加入镁粉作为引燃物，点燃混合物料引发自蔓延反应，得到足以引发后续反应的第一批高温熔体；按照配铝量的化学计量比依次降低的顺序，依次加其它份混合物料到反应炉中，直至所有物料完全反应，得到高温熔体；加料方式二：将除铝粉以外的铝热自蔓延反应原料混合均匀，得到混合物料，将混合物料以均匀流速加料到连续混料机中；同时，将铝粉以梯度递减的流速加入连续混料机，使连续加入的混合物料的配铝量由化学计量比的1.10～1.25倍逐渐降低至化学计量比的0.9～0.75倍，其中，配铝量梯度变化次数满足关系式：m=(b‑c)÷a       （1）式中，m为配铝量梯度变化的次数，b为最高的配铝量，c为最低的配铝量，a为配铝量梯度变化系数，0

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