一、鐵粉是怎么生產(chǎn)出來的
鐵粉的生產(chǎn)方法主要有以下幾種,每種方法都有其特定的工藝流程和適用場景:
1、還原法
(1)一次還原
原料:通常使用軋鋼鱗(氧化鐵皮)或高純鐵精礦粉。
還原劑:固體碳(焦粉或低硫無煙煤)。
過程:在隧道窯中高溫還原,生產(chǎn)出海綿鐵,然后經(jīng)過海綿鐵破碎、還原、粉餅破碎、篩分、配料等工序進行精煉。
特點:生產(chǎn)的鐵粉鐵含量較高,但可能含有較高的氧化鐵含量,影響產(chǎn)品的密度和硬度。
(2)二次還原
原料:一次還原得到的鐵粉。
還原劑:氫氣。
過程:對一次還原鐵粉進行再次精細還原,減小內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的微孔。
特點:得到的鐵粉體積小、疏松多孔,化學(xué)活性更高,易于進行二次加工。
2、電解法
原料:廢鋼。
過程:在硫酸鐵水溶液中電解,產(chǎn)生高純度的鐵粉。
特點:可以生產(chǎn)高純度的鐵粉,并且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)顆粒大小和形狀,同時產(chǎn)生的廢料少,對環(huán)境污染也較小。但所需設(shè)備較為昂貴。
3、霧化法
原料:金屬或合金。
過程:先將金屬或合金熔化,然后通過高壓水流或氣體將其破碎成細小的液滴,再經(jīng)冷卻凝固成粉末。
特點:粉末顆粒通常不規(guī)則形狀或近球形,這種方法通常用于生產(chǎn)兩種模式:①高碳鐵流動的水或空氣霧化;②低碳鋼水用高壓水霧化。高壓水霧化法被廣泛使用,生產(chǎn)鐵粉占世界的1/3的總輸出。
4、高溫還原法
過程:使用還原劑在高溫條件下與氧化鐵反應(yīng),釋放出可燃氣體,然后用這些氣體將氧化鐵還原成鐵粉。
特點:適用于生產(chǎn)純度要求較高的鐵粉,但過程復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高。
根據(jù)含碳量和生產(chǎn)工藝的不同,鐵粉可分為綠色鐵粉、還原鐵粉、電解鐵粉、羥基鐵粉和霧化鐵粉五大類。每種鐵粉都有其特定的用途和特性,例如還原鐵粉由于其良好的孔隙率和海綿狀的微觀結(jié)構(gòu),被廣泛應(yīng)用于化學(xué)還原、粉末冶金等行業(yè)。
二、還原鐵粉生產(chǎn)工藝流程
1、原料準(zhǔn)備
(1)原料選擇:選擇鐵礦石或廢鐵作為原料。鐵礦石需經(jīng)過粉碎、篩分等處理,確保粒度適中;廢鐵則需要進行分類、清潔、打碎等處理。
(2)還原劑和輔助劑:準(zhǔn)備適量的還原劑(如焦炭、木炭、無煙煤等)和輔助劑。
2、混合和燒結(jié)
(1)混合:將原料、還原劑和輔助劑按照一定比例混合,形成均勻的混合料。
(2)燒結(jié):將混合料裝入燒結(jié)爐中,在一定的燒結(jié)條件下進行高溫處理,使混合料在高溫下結(jié)合成塊。
3、碳還原
(1)還原反應(yīng):在高溫條件下,混合料中的還原劑(主要是碳)與鐵粉中的氧發(fā)生反應(yīng),生成CO和CO2等氣體,同時鐵粉中的固體鐵得以還原。
(2)溫度控制:還原反應(yīng)需要在高溫下進行,以確保還原反應(yīng)的進行。通常溫度會控制在一定范圍內(nèi),以確保產(chǎn)品質(zhì)量和反應(yīng)效率。
4、磨碎和篩分
(1)磨碎:還原后的鐵粉塊需要經(jīng)過磨碎處理,以去除過粗或過細的顆粒,確保產(chǎn)品的粒度均勻。
(2)篩分:經(jīng)過磨碎后的鐵粉需要通過篩分設(shè)備,將不符合要求的顆粒分離出來,得到符合規(guī)格的鐵粉。
5、精煉和改性
(1)精煉:通過物理和化學(xué)方法去除鐵粉中的雜質(zhì),提高純度和質(zhì)量。這通常包括磁選、水洗等步驟。
(2)改性:根據(jù)需要對鐵粉進行改性處理,如調(diào)整其磁化強度、耐磨性等特性。
6、包裝和貯存
(1)包裝:經(jīng)過精煉和改性后的鐵粉需要進行包裝處理,通常采用袋裝或桶裝等方式。
(2)貯存:鐵粉需要存儲在干燥、通風(fēng)、防潮的環(huán)境中,避免與水接觸和氧化。
7、注意事項
(1)安全操作:在整個生產(chǎn)過程中,需要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,確保生產(chǎn)過程的安全。
(2)環(huán)境保護:還原鐵粉生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生廢氣、廢水等污染物,需要采取相應(yīng)的環(huán)保措施進行處理,確保生產(chǎn)過程的環(huán)保性。