一种钼钨铁合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钼钨铁合金及其制备方法，属于矿物提取冶金技术领域。本发明专利技术钼钨铁合金的制备方法，包括以下步骤：将原料氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑依次加入坩埚中，升温至400～600℃，保温3～5min时间，然后继续升温至1500～1700℃，保温1～3min，冷却，即得。本发明专利技术的钼钨铁合金的制备方法，以钼钨混合粗精矿、氧化钙、硅铁、铁屑为原料，工艺简单，且所需熔炼时间短，仅为1～3min，相比其它方法，省去了钼钨混合粗精矿的分离、提纯工序，大大缩短了熔炼时间，降低了生产成本、提高了资源利用效率，增加了经济效益。

A ferro molybdenum alloy and preparation method thereof

The invention relates to a ferro molybdenum alloy and preparation method thereof, belonging to the technical field of metallurgical mineral extraction. The invention discloses a preparation method of ferro molybdenum alloy, which comprises the following steps: the raw material of calcium oxide, molybdenum and tungsten, iron, ferrosilicon mixed crude concentrate were added in the crucible, heating to 400 to 600 DEG C, the insulation between 3 and 5min, and then continue to heat up to 1500 to 1700 DEG C, holding 1 ~ 3min, cooling, i.e.. Preparation method of ferro molybdenum alloy of the invention, the molybdenum and tungsten mixed crude concentrate, ferrosilicon, calcium oxide, iron as raw material, simple process, and the required short smelting time, only 1 ~ 3min, compared with other methods, eliminating the need for separation and purification of molybdenum and tungsten mixed crude concentrate process, greatly shorten the smelting time, reduce production costs, improve resource utilization efficiency, increase economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种钼钨铁合金及其制备方法
本专利技术涉及一种钼钨铁合金及其制备方法，属于矿物提取冶金

技术介绍
钨和钼是我国的优质矿产资源，在诸多领域得到广泛应用，其中最主要的应用领域为钢铁行业和硬质合金，如炼制高速工具钢、合金结构钢、弹簧钢、耐热钢、不锈钢和磁钢等一系列钢种。钨钼铁合金集合了钨和钼两种金属的优点，在钢铁工业中该合金能够细化钢的晶粒，均匀钢中的微晶结构，降低钢的共晶分解温度，使钢的淬火和回火范围扩大，从而使钢的强度、弹性限度、抗磨和抗冲击强度提高。钼、钨作为炼钢用添加剂时，主要原料为钼铁和钨铁，将钼铁和钨铁以合适的配比添加到钢的冶炼过程中冶炼成相应的钢种。钼铁和钨铁的获取，通常是采用选冶联合工艺，选矿富集成钼精矿和钨精矿，钼精矿经过焙烧生成氧化钼，氧化钼熔炼得到钼铁，钨精矿则直接熔炼成钨铁。为了将钼铁和钨铁加到钢中，得到特种钢或含钨钼合金钢，还需要使钼铁和钨铁重新熔化，该过程需要消耗大量能量和较高生产成本，还会造成钼、钨的损失。为了节省能源，降低成本，省去钼铁和钨铁生产工序，可以采用氧化钼、白钨矿或氧化钼、钨精矿替代部分钼铁、钨铁，但是冶炼条件相对比较苛刻，一般需要选用高品位的白钨矿、氧化钼。钼、钨的化学性质极其相似，使得钼、钨矿资源中有相当一部分为伴生矿，该类资源采用选矿方法不能有效分离钼和钨，需要采用冶金方法进行处理。钼钨分离一直是个行业难题，存在着产品质量差、流程长、成本高等问题。对于此类资源为了避开钼钨分离、提高资源利用效率，常将钼钨混合产物作为特种钢的添加剂。公布号为CN103695768A的中国专利技术专利公开了一种钨钼铁合金及其制备方法，其中具体公开了采用低品位钨精矿为原料制备钨钼铁合金的制备方法，但是其需要先对低品位钨精矿进行脱磷处理，得到脱磷钨精矿，之后再进行1450～1600℃保温10～30分钟还原熔炼，制备工艺复杂且所需还原熔炼时间长，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钼钨铁合金的制备方法，以解决现有技术中利用钨钼精矿制备钼钨铁合金前处理过程复杂且还原熔炼时间长的技术问题。本专利技术第二个目的在于提供一种钼钨铁合金。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种钼钨铁合金的制备方法，包括以下步骤：将原料氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑依次加入坩埚中，升温至400～600℃，保温3～5min时间，然后继续升温至1500～1700℃，保温1～3min，冷却，即得。上述坩埚为耐高温坩埚。上述坩埚优选为石墨坩埚。上述石墨坩埚为高纯石墨坩埚。上述石墨坩埚是中频炉的反应器。上述原料在加入坩埚之前进行烘干、磨细处理。加料过程中确保物料平衡，避免物料反应过程中发生不均匀现象。上述氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑的重量比为：10～25：100：15～30：10～30。上述钼钨混合粗精矿中Mo含量为10～25％，W含量为15～25％，S含量小于2％，P含量小于0.02％。上述含量均为质量含量。上述钼钨混合粗精矿的粒度小于0.124mm。上述钼钨混合粗精矿中粒度小于0.074mm的占85～95％。上述氧化钙、硅铁的粒度均为-0.178mm～+0.124mm。所述氧化钙为氧化钙粉。所述硅铁为硅铁粉。上述铁屑的粒度小于2mm。所述铁屑为废铁屑。上述各原料的水分含量均≤5％。上述升温至400～600℃的升温速率为100℃/min。上述升温至400～600℃的低温处理，能够有效脱除钼钨混合粗精矿中的药剂、物料中的水以及其它易挥发的物质。上述继续升温至1500℃～1700℃的升温速率为200℃/min。上述钼钨混合粗精矿中的钨、钼主要以CaWO4、CaMoO4的形式存在，还含有钙、硅、氟、硫等杂质。原料中的还原剂硅铁、铁粉、造渣剂CaO等物料在一定的温度条件下与钼钨混合粗精矿发生熔炼反应，粗精矿中的钨、钼被还原后进入铁中形成钨钼铁合金，其它杂质参与造渣反应形成渣相。在高温下，CaMoO4能与Si、Fe、C(冶炼用石墨坩埚中的C)等发生还原反应，还原成Mo进入到铁液中。发生的反应如下：2CaMoO4+3Si＝2Mo+3SiO2+2CaOCaMoO4+3Fe＝Mo+3FeO+CaOCaMoO4+3C＝Mo+3CO+CaOCaMoO4+3CO＝Mo+3CO2+CaO同样CaWO4能与Si、Fe、C等发生还原反应，还原成W进入到铁液中。发生的反应如下：CaWO4+3Fe＝W+3FeO+CaO2CaWO4+3Si＝2W+3SiO2+2CaOCaWO4+3C＝W+3CO+CaOCaWO4+3CO＝W+3CO2+CaO上述冷却为水冷降温至室温。水冷降温能够很好地实现钼钨铁合金与渣相的分离。本专利技术钼钨铁合金的制备方法中，必要时也可以依据原料中钼、钨的含量以及钼钨铁合金产品中对钼、钨含量的要求，确定是否需要添加氧化钼或者氧化钨进行微调。一种钼钨铁合金，由上述钼钨铁合金的制备方法制得。本专利技术的有益效果是：本专利技术的钼钨铁合金的制备方法，采用钼钨混合矿或者其他含钨钼物料，通过选矿富集获得的混合粗精矿，再配合氧化钙、硅铁、铁屑，将上述原料混合熔炼即得钼钨铁合金。本专利技术钼钨铁合金的制备方法所需熔炼时间短，仅为1～3min。相比其它方法，省去了钼钨混合粗精矿的分离、提纯工序，大大缩短了熔炼时间，降低了生产成本、提高了资源利用效率，增加了经济效益。附图说明图1为本专利技术实施例1钼钨铁合金的制备方法流程图；图2为实施例2-4所得钼钨铁合金的XRD图；图3为实施例2所得钼钨铁合金的电子探针图。具体实施方式实施例1本实施例钼钨铁合金的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：将原料氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑烘干磨细进行前处理，使其水分含量≤5％，钼钨混合粗精矿的粒度小于0.124mm，铁屑的粒度小于2mm，氧化钙、硅铁的粒度均为-0.178mm～+0.124mm；依次将20g氧化钙、100g钼钨混合粗精矿、16g硅铁、20g铁屑加入中频炉的超纯石墨坩埚(直径为8cm，高度为16cm)中，按照100℃/min的升温速率升温至400℃，保温4min，然后按照200℃/min的升温速率继续升温至1500℃，保温1min，之后将熔化后的物料倒出、水冷降温至室温冷却，实现合金和渣的分离，即得。其中，钼钨混合粗精矿中Mo含量为12.98％、W含量为21.01％、S含量＜2.04％、P含量为0.017％。本实施例的钼钨铁合金采用上述钼钨铁合金的制备方法而得。实施例2本实施例钼钨铁合金的制备方法，与实施例1的不同之处仅在于还原剂硅铁的重量为18g。实施例3本实施例钼钨铁合金的制备方法，与实施例1的不同之处仅在于还原剂硅铁的重量为18g，铁屑的重量为25g。实施例4本实施例钼钨铁合金的制备方法，与实施例1的不同之处仅在于还原剂硅铁的重量为18g，铁屑的重量30g。实施例5本实施例钼钨铁合金的制备方法，与实施例1的不同之处仅在于还原剂硅铁的重量为18g，1500℃保温2min。实施例6本实施例钼钨铁合金的制备方法，与实施例1的不同之处仅在于还原剂硅铁的重量为18g，1500℃保温3min。实施例7将原料氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑烘干磨细进行前处理，使其水分含量≤5％，钼钨混合粗精矿的粒度小于0.124mm，铁屑的粒度小于2mm，氧化钙、硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钼钨铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑依次加入坩埚中，升温至400～600℃，保温3～5min时间，然后继续升温至1500～1700℃，保温1～3min，冷却，即得。

【技术特征摘要】
1.一种钼钨铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑依次加入坩埚中，升温至400～600℃，保温3～5min时间，然后继续升温至1500～1700℃，保温1～3min，冷却，即得。2.根据权利要求1所述的钼钨铁合金的制备方法，其特征在于，所述坩埚为石墨坩埚。3.根据权利要求1所述的钼钨铁合金的制备方法，其特征在于，所述氧化钙、钼钨混合粗精矿、硅铁、铁屑的重量比为：10～25：100：15～30：10～30。4.根据权利要求1所述的钼钨铁合金的制备方法，其特征在于，所述钼钨混合粗精矿中Mo含量为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高照国，刘红召，张博，曹耀华，范攀峰，王洪亮，王威，柳林，
申请(专利权)人：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41