一种制取钴矿物原料粉末的方法技术

本发明专利技术提供了一种制取钴矿物原料粉末的方法，称取适量 的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内，升温至1500-1700℃ 熔融后，浇入到温度在700-1000℃的中间漏包，采用喷嘴孔 径在1.5-2.0mm之间的环孔喷嘴对中间漏包底部漏嘴漏出的金 属液流进行环状V型高压强力剪切，雾化介质为水或气体，雾 化压力为10-25MPa，环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成 5-50°夹角，漏包底部漏嘴漏出的金属液流在高能介质流的强 剪切力作用下，被击碎成细小的金属液滴，在喷射介质流的强 冷却下，迅速冷凝成粉末，达到粉碎钴基合金或钴矿物原料的 目的。采用本发明专利技术制得的钴基合金矿物原料粉末细小，与机械 破碎方法相比能耗低、效率高、成本低、噪音等环境污染小等 优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一 种制取钴矿物原料粉末的方法，具体说是 一种用水雾化方法制取钴矿物原料粉末的方法，特别适用于 破碎钴矿物原料或钴基合金制取钴矿物原料粉末或钴基合金 粉末。
技术介绍
钴是一种重要的战略金属，钴及其合金广泛应用于电子、 机械、化工、航空和航天等领域。主要用于生产磁性合金， 热强合金，硬质合金，耐蚀合金，电池材料等。自然界不存 在单质金属钴矿，常与镍、铜、锌等金属矿伴生。钴矿物的 赋存状态复杂，矿石品位低，提取工艺复杂，回收率低。一 般先用火法将含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富 集或转化为可溶物，然后用湿法使钴进一步富集和提纯，最 后得到钴化合物或金属钴粉。目前，火法得到的产物进入湿 法冶炼时，或者不作任何处理，直接进入酸浸工序进行湿法 冶炼提纯，此法的缺点是酸浸泡时间长、效率低，环境污染大；或者采用机械球磨将火化产物破碎，这种方法虽可以縮 短湿法冶炼工期，但由于火法产物延性大，使破碎装置能耗 大、破碎效率低、噪音污染严重、成本高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供 一 种能耗小、破碎效 率高、噪音污染低、成本低的制取钴矿物原料粉末的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的制取钴矿物原料 粉末的方法，按成分设计原理进行原料配比，称取适量的添 加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内，升温至1500-1700°C 熔融，原料熔融后，浇入到温度在700-1000°C的中间漏包， 采用喷嘴孔径在1. 5-2. 0mm之间的环孔喷嘴对中间漏包底部 漏嘴漏出的金属液流进行环状V型高压强力剪切，雾化介质为水或气体，雾化压力为10-25Mpa，环孔喷嘴喷射出的介质 流与金属液流形成5-50°夹角，得到粒度80-320目的粉末。所述的钴矿物原料指含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精 矿或铜钴铁合金。所述的熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉或电阻加热炉。所述的添加剂指改善熔体流动性能的抗氧化剂、脱氧剂、 造渣剂和除渣剂。采用上述技术方案的制取钴矿物原料粉末的方法，以高 能喷射介质流击碎金属液流制取金属粉末的方法。将钴基矿 物原料熔融后，浇入具有一定温度的中间漏包，漏包底部漏 嘴漏出的金属液流在高能水流的强剪切力作用下，被击碎成 分散细小的金属液滴，在喷射水流的强冷却下，迅速冷凝成 粉末，达到粉碎钴基合金或钴矿物原料的目的。金属液流流 经高压水交点时，在环状V型高压水作用下，破碎成细金属 液滴，金属液滴在高压水作用下迅速冷却成金属粉末，水既 是金属液流破碎的能量源，又是金属液滴冷凝的冷却介质。 雾化介质也可以是气体。与现有技术(酸浸泡法或机械破碎法)比较，本专利技术提供 的方法具有下述优点1.采用水雾化法破碎钴基矿物原料，得到的粉末粒度更 细小，为80-320目，其中-200目的占80%以上，。2. 除去了原料中的非金属料渣，提高了钴基合金纯度，降 低了后续处理成本。3. 设备结构简单，操作方便。4. 无噪音，无酸挥发引起的环境污染。5. 生产效率高，能源消耗低，生产成本低。综上所述，本专利技术是 一 种能耗小、破碎效率高、噪音污 染低、成本低的制取钴矿物原料粉末的方法。 附图说明图l是本专利技术釆用的设备的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进 一 步说明。按成分设计原理进行原料配比，称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内，熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉或电阻加热炉，升温至1500-1700°C熔融，原料熔融后，浇 入到温度在700-1000 °C的中间漏包，采用喷嘴孔径在 1. 5-2. 0mm之间的环孔喷嘴对中间漏包底部漏嘴漏出的金属 液流进行环状V型高压强力剪切，雾化介质为水或气体，雾 化压力为10-25Mpa，环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形 成5-50°夹角，得到粒度80-320目的粉末。钴矿物原料指含 钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿或铜钴铁合金。添加剂指 改善熔体流动性能的抗氧化剂、脱氧剂、造渣剂和除渣剂。 参见图l，雾化筒9内设有雾化室10，在雾化筒9上方通 过支撑块11设有漏包3，支撑块ll用以支撑漏包3及平衡漏包 3，漏包3由壳体12、设在壳体12中的坩埚15、设在坩埚15的 外壁的中频无芯感应加热炉2和保温材料1 3组成，坩埚1 5的 底部设有与雾化室IO对应的圆柱型漏嘴14，圆柱型漏嘴14目 的在于保证金属液流的流动性能，确保金属液流的稳定性和 连续性，圆柱型漏嘴14由特种耐火材料制成，中频无芯感应 熔炼炉1或电阻炉设在熔体倾倒机构8上且与漏包3对应，倾倒熔体采用机械传动固定方式或不固定方式，雾化设备由高 压水雾化器7、高压水泵6及连接管线、过滤器5和蓄水池4组 成，高压水雾化器7的环孔喷嘴孔径在1. 5-2. Omm之间，高压 水雾化器7的环孔喷嘴喷射出的水流与圆柱型漏嘴14漏出的 金属液流形成5-50°夹角，雾化压力为10-25Mpa。参见图l，采用本技术装置用高压水雾化粉碎钴基合 金或钴矿物原料生产过程为将按比例配制好的钴基合金或 钴矿物原料及添加剂，投入中频无芯感应熔炼炉1内，开启 中频电源加热，炉料接近熔融状态时，开启中频无芯感应加 热炉2开始对坩埚15加热，炉料完全熔化时，加入造渣剂、 脱氧剂等，充分熔融后，清除浮于熔体表面的炉渣。金属熔 体和坩埚15达到规定温度时，启动雾化设备供水系统，水从 蓄水池4经过滤器5进入高压水泵6，得到高压水后，通过高 压水管进入高压水雾化器7，得到具有高冲击能量的环状V形 水流。调节水压到10-50MPa，使环孔喷嘴喷射出的水流与金 属液流形成5-50°夹角，水压稳定后，启动熔体倾倒机构8，5倾动中频无芯感应熔炼炉1 ，缓慢、平稳、连续地向漏包3内 浇注金属熔体，熔体从漏包3的坩埚15底部的圆柱型漏嘴14 流出，形成柱状金属液流，经高压水雾化器7，在环状V形聚 焦的高能水冲击下，熔体被击碎成细小的金属液滴，在水的 强冷却作用下形成细矿物原料粉末或金属粉末。 实施例1 :称取钴基合金矿物原料200Kg，连同适量的抗氧化剂、造 渣剂及改善熔体流动性能的添加剂等 一 起加入中频无芯感 应炉熔炼炉中进行熔炼。熔炼参数为中频加热温度150CTC ， 频率1200Hz，加热功率150KW;中间漏包加热温度70(TC ，频 率2500Hz，加热功率10KW;雾化压力25MPa。将所得粉末进 行100目、200目过筛；通过100目的比率为94. 61%，通过200 目的比率为87. 47%。 实施例2 :称取钴基合金矿物原料400Kg，连同适量的抗氧化剂、 造渣剂及改善熔体流动性能的添加剂等 一 起加入中频无芯 感应熔炼炉中进行熔炼。熔炼参数为中频加热温度170CTC， 频率1200Hz，加热功率250KW;中间漏包加热温度1000 °C ， 频率2500Hz，加热功率10KW;雾化压力10MPa。对所得粉末 经100目、200目过筛；100目的过筛率为92. 36%， 200目的过 筛率为83. 42%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制取钴矿物原料粉末的方法，其特征在于：按成分设计原理进行原料配比，称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内，升温至１５００－１７００熔融，原料熔融后，浇入到温度在７００－１０００的中间漏包，采用喷嘴孔径在１．５－２．０ｍｍ之间的环孔喷嘴，对中间漏包底部漏嘴漏出的金属液流进行环状Ｖ型高压强力剪切，雾化介质为水或气体，雾化压力为１０－２５Ｍｐａ，环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成５－５０°夹角，得到粒度８０－３２０目的粉末。

【技术特征摘要】
1、一种制取钴矿物原料粉末的方法，其特征在于按成分设计原理进行原料配比，称取适量的添加剂与钴矿物原料一起加入熔炼炉内，升温至1500-1700熔融，原料熔融后，浇入到温度在700-1000的中间漏包，采用喷嘴孔径在1.5-2.0mm之间的环孔喷嘴，对中间漏包底部漏嘴漏出的金属液流进行环状V型高压强力剪切，雾化介质为水或气体，雾化压力为10-25Mpa，环孔喷嘴喷射出的介质流与金属液流形成5-50°夹角，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴煜，羊建高，
申请(专利权)人：戴煜，羊建高，
类型：发明
国别省市：43