稀土百科 | 硅热还原法的影响因素

对于电弧炉硅热法生产稀土硅铁合金，经过多年的科学研究和生产实践证明，配料碱度、渣剂比、温度和搅拌强度对稀土合金品位和收率有着决定性的影响。配料碱度、渣剂比、还原温度和搅拌强度通常称为稀土硅铁合金冶炼过程的四要素。

1.配料碱度

白云鄂博矿中的稀土矿物氟碳铈和独居石，在制造稀土富渣时转变成枪晶石和铈钙硅石，只有在高温(1240~1300℃)下与石灰反应生成硅酸钙，才能使稀土氧化物以铈针石形式游离出来，被硅或硅钙所还原。所以说石灰是促使稀土矿物分解的关键。加入还原剂硅铁后，铈针石被还原成硅化稀土，石灰又与反应产物二氧化硅化合生成硅酸二钙、 硅酸三钙等，降低二氧化硅活度，促进稀被还原。但碱度过高，降低了渣中稀土浓度，同时又使熔渣变黏，影响了反应物的扩散，不利于还原反应的进行。

2.渣剂比

人炉的稀土富渣和所用硅铁质量之比称为渣剂比。渣剂比是配料计算中的一个重要数据。上海冶金研究所的试验表明，在选定配料碱度为4.0， 温度1200~1300℃，其他操作条件相同的条件下，冶炼低品位的合金，稀土收率高，而冶炼高品位的合金，稀土收率低。

3.还原温度

硅热法还原制备稀土硅铁合金，还原温度较高时，炉渣碱度较低，有利于反应离子的扩散，因而合金中稀土含量较快达到峰值。但温度过高，合金的氧化速率加快，给冶炼过程中控制合金成分造成困难，合金中被氧化的稀土返回到渣中造成合金品位降低。一般认为，最适宜的还原温度为1300~1350℃。若将还原温度提高到1400~1450℃，会出现二次渣中稀土含量增高，稀土回收率降低的倾向。

4.搅拌强度

稀土熔渣与液态硅铁的反应属于液液反应，反应物的扩散是反应速率的限制性环节。液液反应只能在界面上进行，搅拌可使还原剂硅铁与被还原物质稀土熔渣充分接触，扩大接触面，增加了反应物质的碰撞和成物的离开机会，强化了反应，减少了冶炼时间。