CN108546835A - 一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种连续化碳热法生产稀土硅铁合金的方法，其针对现有碳热还原工艺制备稀土铁合金在连续化生产方面的不足以及产品品质提升方面的难题，本发明方案的核心内容是一种基于核‑壳多层结构的配料以及配料和冶炼工艺方法，通过矿热炉进行一步法冶炼可以有效地避免炉底上涨的情况，从而实现连续化作业，并获得高品质的稀土硅铁合金产品，同时冶炼操作条件类似硅铁合金，工作面的操作流程变得更为简便，能耗水平明显降低。

Description

一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法

技术领域

本发明涉及一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其属于火法冶金制备稀土合金的技术领域。

背景技术

稀土硅铁合金是我国稀土中间合金工业的主要产品，也是生产稀土镁硅铁等稀土硅基合金的关键原料，两者都是极其重要的冶金工业用特种合金。

稀土合金的生产方法主要有电硅热法、碳热还原法、熔盐电解法和兑混法，针对稀土铁合金的工业化生产而言，目前只有前两种方法能够具备实现了大规模工业化生产条件和产业价值。生产稀土硅铁合金的最传统方法为电硅热法，即先进行硅铁生产，然后再以硅铁和稀土物料为原料，以氧化钙为渣剂生产稀土硅铁合金，通常被称为“二步法”。由于电硅热法存在制备成本高、渣量大的缺点，碳热还原工艺陆续发展成为一种重要的稀土铁合金生产工艺，并在近些年内得到了长足发展。所谓碳热还原法，其是以稀土渣料、硅石、碳质还原剂、钢屑在矿热炉内直接连续生产，通常被称为“一步法”。两种生产方法相比较，（1）碳热还原法制备稀土铁合金（即：一步法）具有炉温高、元素烧损少，理论上可以连续生产的工艺特性，因其节省了硅铁、石灰的资源消耗，具有更为经济的资源效率和更低的生产成本优势；（2）碳热还原工艺由其生产成本上的优势而具有更好的产业发展前景，但是碳热还原法所制备稀土铁合金的产品品质指标相比电硅热热法产品差异明显，这也导致目前所有高品质稀土硅铁合金产品仍须沿用电硅热法工艺来进行制造。

在已研究开发的各种一步法生产稀土硅铁合金的技术中，以东北大学张成祥、任存治等在ZL92109998.3专利中的稀土硅化物合金一步生产法最为成熟，为从根本上改变了我国稀土中间合金以往采用单一电硅热法生产的局面提供了重要的技术基础，并且在生产实践中得到了推广应用。其技术方案是将氟碳铈精矿经焙烧后、与碳质还原剂、粘结剂进行混合制团，再与硅石、碳质还原剂一同入炉冶炼的工艺。陈景友等人在申请号03135449.1专利中的一种用碳还原法生产稀土硅铁合金方法，其配料是将稀土精矿、硅石和还原剂一次性混合。袁洪斌等人在01107843.X的专利申请中公布了一种在矿热炉制取高稀土铁合金的工艺，其配料和工艺方法是利用含量45～85%的稀土精矿进行配碳，配碳量是稀土氧化物转化所需碳量的2～5倍，再加粘合剂混匀挤压成蜂巢状体，经焦化处理后成为稀土团块，再配入硅石（焦化稀土团块中稀土金属与硅石中硅总量之比为1∶0.50～1.2）；用焦碳作还原剂（碳量为理论碳量的0.85～0.94）；将三者均匀加入矿热炉中进行冶炼。其在专利号02110308.9的发明专利中公布了一种用稀土富集物制稀土铈硅、稀土镧硅合金的工艺，其配料和工艺方法是 先将稀土富集物、精煤粉、高碳质粘合剂，混匀、挤压成型，制成团块后入矿热炉内，300℃～900℃自焙焦化，在矿热炉内表层及沉料过程中，自焙焦化处理成焦化团块；再配入硅石、气煤焦及兰碳进行冶炼。其在申请号201510398475.5的专利申请中公布了一种用稀土富集物制稀土硅合金的工艺，其配料和工艺方法是：将稀土富集物、炭粉、植物粘合剂混匀，挤压成型制成团块，然后将团块入矿热炉内，自焙焦化，在矿热炉内表层及沉料过程中，自焙焦化处理成焦化团块；在焦化团块中加入硅石、气煤焦和炭，在矿热炉中进行冶炼。

穆东林在ZL01108501.0专利中报导了一种适用于一步法生产稀土硅铁合金的炉料配料方法，根据该发明专利技术，适用于一步法生产稀土硅铁合金的炉料包括稀土原料球团、粒块状的硅石和炭还原剂，其中所说的稀土原料球团又含有粉状的稀土精矿、炭还原剂、粘合剂。陈景友等人在201510372708.4专利申请中报导了一种高铈稀土硅铁合金及其生产方法，其配料和生产方法是首先将高铈稀土渣中加入水玻璃，使得高铈稀土渣脱酸，再加入碳粉和碱性粘合剂，压制成稀土球团；最后将将硅石、碳还原剂和上述稀土球团一起入炉冶炼。

从理论上讲，碳热还原法在炉内可以把还原进行到底，并且能实现无工业废渣的工业化生产。但在实际产业实践中，存在炉底易结瘤上涨，生产很难长期延续，炉况一旦恶化即不易扭转等产业技术缺陷。“碳热还原法生产稀土硅铁合金炉底结瘤上涨”和“工艺不能长期连续生产”这两大产业难题一直长期困扰着碳热还原工艺以一步法制备稀土铁合金的产业发展，成为国内稀土铁合金发展的一个关键性制约。碳热法工艺的最大弊病是反应中间产物“稀土金属的碳化物”在冶炼时易于聚集形成炉瘤，使炉底迅速上涨，炉况恶化，严重地影响到稀土硅铁连续生产。在实际的生产技术发展过程中，尽管国内稀土铁合金技术和产业界经过多年的研究和产业化试验，在配料、电气操作以及功率配置等方面进行了一系列的改进调整，但也只能延缓炉底上涨，不能从根本上解决连续化生产的问题。另一个具有产业共性的问题是碳热法工艺相比电硅热法工艺，其稀土硅铁合金产品相比品质差异明显且品质控制往往不够稳定。

发明内容

本发明的目的是针对现有碳热还原工艺制备稀土铁合金在连续化生产方面的不足以及产品品质提升方面的难题，提供一种连续化碳热法生产稀土硅铁合金的方法，其核心内容是一种基于核-壳多层结构的配料以及配料和冶炼工艺方法，通过矿热炉进行一步法冶炼可以有效地避免炉底上涨的情况，从而实现连续化作业，并获得高品质的稀土硅铁合金产品，同时冶炼操作条件类似硅铁合金，工作面的操作流程变得更为简便，能耗水平明显降低。综合上述几方面的有利效果，从而完成了本发明。

为了更加清楚地表述本发明的技术方案，有必要针对国内已有报道的诸多碳热还原工艺技术方案及其配料情况进行剖析，分析其中的一般性规律并找出需要进一步创新完善的关键工艺节点。

按还原反应过程，将碳热还原生产稀土硅铁合金的现行工艺分为三个主要步骤，即：（1）二氧化硅还原为硅和一氧化硅及稀土化合物碳化生产碳化物；（2）稀土碳化物被一氧化硅还原为稀土金属；（3）稀土金属与硅和配料时加入的铁屑化合物成稀土硅铁合金（《稀土冶金技术》，科学出版社，吴文远等编著）。硅和稀土金属的中间产物都是碳化物，它们可与SiO和SiO₂相互作用而分解。碳化物的聚集，若不及时破坏，极易造成炉底堆积，形成炉瘤。

在碳热法还原过程的实际条件下，生成和分解的稀土金属和硅的数量比将由热力学和动力学因素的总和来决定。从热力学角度看，步骤（1）中稀土碳化物的生成相当较为容易（一般在800℃以上就能够顺利进行，对应于下列反应式中的1和2），而硅石被还原成硅和一氧化硅的实现难度和实现条件更为苛刻（一般要求在1300℃以上才能进行，由下列反应式中的3-a～3-e的化学平衡所决定）；从动力学角度看，基于稀土原料和碳质还原剂转化生成稀土碳化物的反应速度是较快的，而利用焦炭等还原剂来还原硅石转化生成硅和一氧化硅的反应速度相当要慢很多，进而对稀土碳化物被一氧化硅还原为稀土金属的反应进程造成延滞（对应于下列反应式中的4）。

以富铈类稀土原料为例，在采用碳还原冶炼稀土硅铁时，从Si-O-C-Ce体系的热力学和动力学表明，炉内主要反应为：

2CeO₂+C=Ce₂O₃+CO （1）

Ce₂O₃+5C=2CeC₂+3CO （2）

SiO₂+C=SiO+CO （3-a）

2SiO₂+SiC= 3SiO+CO （3-b）

SiO₂+Si= 2SiO （3-c）

SiO+2C = SiC+CO （3-d）

SiO+SiC= 2Si+CO （3-e）

CeC₂+2SiO=CeSi₂+2CO （4）

国内关于碳热法生产稀土硅铁合金方面的产业技术报导大都是遵循了东北大学科研团队在ZL92109998.3专利基础上所提出的技术思路和工艺原理。其配料和工艺方案的基本思路是：将稀土原料（如：氟碳铈精矿等稀土精矿、高铈稀土渣、稀土富集物）与碳质还原剂（如：碳粉、焦碳、炭粉、精煤粉）进行混合成球团（或者称之为团块），再针对上述稀土球团进行一定的预处理，再与硅石、碳质还原剂进行配料冶炼，其技术思路是：利用碳热法冶炼过程首先将稀土化合物转化为稀土碳化物（REC），该稀土碳化物再被一氧化硅（由二氧化硅被碳质还原剂还原所生成）还原为稀土金属，再与还原出来的硅（由二氧化硅被碳质还原剂还原所生成）相结合生成RE-Si合金，即稀土硅铁合金。

以往各种基于ZL92109998.3专利所提技术思路的实现步骤都是首先将稀土原料和碳质还原剂加以混合并压制成团（也包括增加一定量的水玻璃等含硅粘合剂、碱性粘合剂），然后再与硅石、碳质还原剂一起配料冶炼的技术方案。在实际生产过程中，由于体系中的稀土原料和碳质还原剂可以在较低温度条件下即转化为稀土碳化物，且生成速度过快，所生成的稀土碳化物在炉料体系中未能及时还原转化为稀土金属，所以造成稀土碳化物富集后因其易于聚集从而造成炉底上涨，从而成为了影响稀土硅铁合金连续化生产的重大症结所在。

本发明的目的是这样实现的：一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）以稀土原料、硅质原料、碳质还原剂为基础原料分别配料，并经压制而制成稀土团块；该稀土团块具有核-壳多层结构，其中稀土团块内核为稀土原料，稀土团块中层为硅质原料，稀土团块外壳为碳质还原剂；稀土团块的制备采用先内核、再中层、再外壳的分步式压制；根据压制工艺的要求以及基础原料的特征，可在各基础原料中加入粘合剂来进行配料；

所述的稀土团块中稀土原料量为理论值的80～100%wt（以稀土团块中的总RE元素计），硅质原料量为理论值的10～60%wt（以稀土团块中总Si元素计，包括粘合剂所带入的Si元素），碳质还原剂量为稀土团块中硅质元素还原为单质所需理论值的100%-130%wt（以稀土团块中的固定碳计）；

（2）将硅石、碳还原剂和上述稀土团块一起入炉冶炼；若步骤（1）中稀土团块中稀土原料量不足100%wt，则将剩余量的稀土原料与硅石、碳还原剂和上述稀土团块一起入炉冶炼；硅石投入量为理论值的100～120%wt扣除稀土团块中所含硅量后所对应的剩余量（以硅石中的SiO₂计）；碳质还原剂为理论值扣除稀土团块中所含固碳量后所对应剩余量的0.80～0.96倍（以碳质还原剂中的固定碳计）；出炉烧铸，得到稀土硅铁合金。

以下对发明做进一步说明：

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于所用的稀土原料为稀土湿法冶金的富集物、稀土抛光粉废料、精矿、氧化物矿、稀土冶炼炉渣中的一种或几种的混合物。

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（1）所用的硅质原料为硅石、微硅粉、硅微粉、硅粉、硅粒、石英砂、硅系铁合金冶炼炉渣中的一种或几种的混合物。

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于所用的碳质还原剂为焦炭、炭粉、兰炭、半焦炭、木炭、气煤焦、烟煤、石油焦、精煤粉中一种或几种的混合物；步骤（1）中碳质还原剂要求固定C≥70% wt，灰份<10%wt；步骤（2）中碳质还原剂要求固定C≥80% wt，灰份<7%wt。

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于所用的粘合剂为水玻璃、微硅粉、膨润土、纸浆、糖浆废液、植物淀粉中的一种或集中的混合物。

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（1）所述分步压制为先压制稀土原料得到初级团块，其作为稀土团块的内核；再将作为中层物料的硅质原料覆盖于初级团块的外表面，并进行压制形成二级团块；进一步地，将作为外壳物料的碳质还原剂覆盖于二级团块的外表面，并进行压制形成具有核壳结构的稀土团块。

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（2）所述的硅石中含有SiO₂>98%wt，Al₂O₃<O .4%wt，CaO<0.2%wt。

本发明所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（2）所述的出炉后静置10分钟以上再进行烧铸；若所出炉的合金熔液上层出现悬浮渣，则加以附属设备进行撇除，然后再进行烧铸。

本发明的技术原理是：

1、本发明的工艺原理来自电硅热法工艺的启示，电硅热法工艺是利用硅铁来还原稀土原料中的稀土氧化物从而得到高品质的稀土硅铁合金。本发明提出了采用一种核-壳多层的稀土团块来进行冶炼，将稀土原料、硅质原料、碳质还原剂分别对应于内核、中层和外壳，由于团块结构中硅质原料作为中层物料，对内核的稀土物料和外壳的碳质还原剂发生反应转化为稀土碳化物起到了阻隔性作用。基于本发明的技术方案，在采用碳还原法冶炼时，相当于往类似冶炼硅钙合金的炉料组成中加入稀土炉渣，其核心反应是稀土氧化物被炉体高温条件下中生成的一氧化硅和硅所还原（如下列反应式中的6和7）；反应式6和7中SiO₂又进入到炉体Si-O-C体系内，在还原性的高温环境中参与到Si-O-C体系的化学平衡反应（主反应式如5-a～5-c）。主要的反应式为：

SiO₂+Si= 2SiO （5-a）

SiO₂+C=SiO+CO （5-b）

SiO+2C = SiC+CO （5-c）

SiO+REO+Si=RE+2SiO₂（6）

Si+REO+3SiC=2RESi₂+3CO （7）

2、本发明的技术方案中，硅质原料（或者含硅粘合剂）中Si元素总量为理论值的100～120%，综合考虑了两方面的因素：（1）冶炼过程中的Si元素存在一定量烧损；（2）出炉料中悬浮渣中存在的含硅量（主要是以氧化态、化合态）。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

1、本发明通过一种新的技术手段，对稀土碳化物形成具有有效的阻隔效果，在根本上杜绝了因为稀土碳化物形成过快且又不能及时转化所带来的“炉底结瘤上涨”问题，使得碳化硅法还原工艺能够长期连续生产。

2、本发明方案结合了电硅法的某些工艺特点，在产业实践中可以实现传统碳热还原法难以达到的优异理化指标，得到高品质的稀土硅铁合金产品。

3、按照本发明方案进行产业制造时，炉体上层的工艺控制类似于硅铁产品的冶炼，操作面更易于控制；碳质还原剂在炉体上层被大量消耗，加上在冶炼过程中采用亏碳操作，易于电极深插，扩大炉内的高温区域。鉴于，对于稀土氧化物的还原而言，电硅热还原的温度要求要低于碳热还原工艺，因此，采用本发明方案，稀土原料的转化率高、稀土元素的烧损率低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

用富铈渣制备稀土硅铁合金（12500KVA矿热炉制取Xt30Si）的工艺，包括以下步骤：

（1）核-壳多层结构的稀土团块制备

将富铈渣（来源于四川氟碳铈矿湿法冶金所产废料，其中TREO为72%，（La₂O₃+CeO₂）/TREO=95.47%，CeO₂/La₂O₃=91.12%：8.88%；平均粒度5mm；BaO≤5%，CaO<5%，TiO₂<1%；数量为理论值的100%）和湿润后的膨润土（用量为富铈渣的3.0%wt）一起混匀，挤压强制成型制成团块；经烘焙使其强度增加，作为初级团块备用。

将经破碎后的硅石粉（SiO₂≥98%wt，Al₂O₃≤0 .5%wt，CaO≤0 .2%wt，平均粒度3mm；数量为理论值的30%）与水玻璃（其中SiO₂≥25%，模数为3.5士0.30；用量为硅石粉的4.0%）一起混匀，将该物料滚敷于初级团块的表面，在滚敷的同时进行压密作业，通过机械装置自动循环数次，直至硅石粉物料已全部覆盖在初级团块的外表面；经烘焙使其强度增加，作为二级团块备用。

将兰炭粉（固定碳>70%、灰分<10%，水分<5%，粒度≤5mm；数量为将硅质元素还原为单质所需理论值的120%）与水玻璃和植物淀粉（两者重量比为1：1，总用量为兰炭粉的5.0%）一起混匀，将该物料滚敷于二级团块的表面，在滚敷的同时进行压密和成型作业，通过机械装置自动循环数次，直至兰炭粉物料已全部覆盖在二级团块的外表面；经烘焙使其强度增加，作为稀土团块备用（其具有核-壳多层结构）。

（2）将硅石（SiO₂>98%wt，Al₂O₃<O .4%wt，CaO<0.2%wt；数量为理论值的108%wt扣除稀土团块中所含硅量后所对应的剩余量，以硅石中的SiO₂计）、焦炭（C≥80% wt，灰份<7%wt；数量为理论值扣除稀土团块中所含固碳量后所对应剩余量的0.91倍，以碳质还原剂中的固定碳计）和上述稀土团块一起入炉冶炼。

矿热炉中冶炼的工艺条件主要包括：矿热炉供电***条件为电极直径900mm，电位梯度1.00～1.15V/cm，一次侧电流140～190A，二次侧电压120～140V。

平均2小时50分钟出合金一次；合金熔液静置12分钟，通过撇渣装置撇除合金熔液上层所出现的少量悬浮渣，然后再进行烧铸。经分析，悬浮渣的主要成分为CaO·Al₂O₃·SiO₂复盐。

取连续化生产中两天内的炉次统计情况，具体结果如下：

1、两天内累计生产稀土硅铁合金产品85.01吨，平均电耗水平7127KWh/t。

2、产品理化分析指标（取全天产品的混合样，单位：Wt%）：

明细	RE	Ce/TREO	Si	Al	Ba+Ca	P	Fe
								第一天	30.24	86.12	49.97	0.42	1.53	<0.01	余量
第二天	30.34	86.08	50.56	0.41	1.63	<0.01	余量

与传统工艺所制备的30#稀土硅铁合金相比，实施例1所得产品的杂质有害Al元素含量减少70%以上，Ba+Ca含量减少55%以上，品质明显为优。

3、RE回收率为96.78%（指合金中的RE总量/稀土原料中的RE总量）。

4、悬浮渣总量1084.8Kg，其相对稀土硅铁合金产品的重量比为1.28%。

实施例2

用富铈渣和稀土抛光粉废渣混合制备稀土硅铁合金（12500KVA矿热炉制取Xt35Si）的工艺，包括以下步骤：

（1）核-壳多层结构的稀土团块制备

将富铈渣（来源于四川氟碳铈矿湿法冶金所产废料，其中TREO为72%，（La₂O₃+CeO）/TREO=95.47%，CeO/La₂O₃=91.12%：8.88%；平均粒度5mm；BaO≤5%，CaO<5%，TiO₂<1%；数量为理论值的70%）、稀土抛光粉废渣（来源于稀土抛光粉使用失效后所产废料，其中TREO为84%，（La₂O₃+CeO₂）/TREO=89.11%，CeO₂/La₂O₃=93.44%：8.88%；平均粒度3mm；BaO≤5%，CaO<5%，TiO₂<1%；数量为理论值的30%）和湿润后的（用量为稀土原料投料量的3.2%wt）一起混匀，挤压强制成型制成团块；经烘焙使其强度增加，作为初级团块备用。

将经破碎后的硅石粉（SiO₂≥98%wt，Al₂O₃≤0 .5%wt，CaO≤0 .2%wt，平均粒度≤3mm；数量为理论值的35%）与水玻璃（其中SiO₂≥25%，模数为3.5士0.30；用量为硅石粉的4.0%）一起混匀，将该物料滚敷于初级团块的表面，在滚敷的同时进行压密作业，通过机械装置自动循环数次，直至硅石粉物料已全部覆盖在初级团块的外表面；经烘焙使其强度增加，作为二级团块备用。

将兰炭粉（固定碳>70%、灰分<10%，水分<5%，粒度≤5mm；数量为将硅质元素还原为单质所需理论值的120%）与水玻璃和植物淀粉（两者重量比为1：1，总用量为兰炭粉的5.0%）一起混匀，将该物料滚敷于二级团块的表面，在滚敷的同时进行压密和成型作业，通过机械装置自动循环数次，直至兰炭粉物料已全部覆盖在二级团块的外表面；经烘焙使其强度增加，作为稀土团块备用（其具有核-壳多层结构）。

（2）将硅石（SiO₂>98%wt，Al₂O₃<O .4%wt，CaO<0.2%wt；数量为理论值的112%wt扣除稀土团块中所含硅量后所对应的剩余量，以硅石中的SiO₂计）、焦炭（C≥80% wt，灰份<7%wt；数量为理论值扣除稀土团块中所含固碳量后所对应剩余量的0.92倍，以碳质还原剂中的固定碳计）和上述稀土团块一起入炉冶炼。

矿热炉中冶炼的工艺条件主要包括：矿热炉供电***条件为电极直径900mm，电位梯度1.00～1.15V/cm，一次侧电流150～210A，二次侧电压126～148V。

平均3小时10分出合金一次；合金熔液静置12分钟，通过撇渣装置撇除合金熔液上层所出现的少量悬浮渣，然后再进行烧铸。经分析，悬浮渣的主要成分为CaO·Al₂O₃·SiO₂复盐。

取连续化生产中两天内的炉次统计情况，具体结果如下：

1、两天内累计生产稀土硅铁合金产品82.53吨，平均电耗水平7440KWh/t。

2、产品理化分析指标（取全天产品的混合样，单位：Wt%）：

明细	RE	Ce/TREO	Si	Al	Ba+Ca	P	Fe
								第一天	35.61	86.12	46.40	0.47	1.69	<0.01	余量
第二天	35.57	86.08	46.44	0.49	1.77	<0.01	余量

与传统工艺所制备的稀土硅铁合金相比，实施例2所得产品的杂质有害Al元素含量减少72%以上，Ba+Ca含量减少60%以上，品质明显为优。

3、RE回收率为96.55%（指合金中的RE总量/稀土原料中的RE总量）。

4、悬浮渣总量1113.6Kg，其相对稀土硅铁合金产品的重量比为1.35%。

申请人按照实施例1和实施例2进行分别在两台12500KWA矿热炉上进行连续化生产，均已连续生产30个月以上，产品品质稳定。

以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）以稀土原料、硅质原料、碳质还原剂为基础原料分别配料，并经压制而制成稀土团块；该稀土团块具有核-壳多层结构，其中稀土团块内核为稀土原料，稀土团块中层为硅质原料，稀土团块外壳为碳质还原剂；稀土团块的制备采用先内核、再中层、再外壳的分步式压制；根据压制工艺的要求以及基础原料的特征，可在各基础原料中加入粘合剂来进行配料；

所述的稀土团块中稀土原料量为理论值的80～100%wt（以稀土团块中的总RE元素计），硅质原料量为理论值的10～60%wt（以稀土团块中总Si元素计，包括粘合剂所带入的Si元素），碳质还原剂量为稀土团块中硅质元素还原为单质所需理论值的100%-130%wt（以稀土团块中的固定碳计）；

（2）将硅石、碳还原剂和上述稀土团块一起入炉冶炼；若步骤（1）中稀土团块中稀土原料量不足100%wt，则将剩余量的稀土原料与硅石、碳还原剂和上述稀土团块一起入炉冶炼；硅石投入量为理论值的100～120%wt扣除稀土团块中所含硅量后所对应的剩余量（以硅石中的SiO₂计）；碳质还原剂为理论值扣除稀土团块中所含固碳量后所对应剩余量的0.80～0.96倍（以碳质还原剂中的固定碳计）；出炉烧铸，得到稀土硅铁合金。

2.根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于所用的稀土原料为稀土湿法冶金的富集物、稀土抛光粉废料、精矿、氧化物矿、稀土冶炼炉渣中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（1）所用的硅质原料为硅石、微硅粉、硅微粉、硅粉、硅粒、石英砂、硅系铁合金冶炼炉渣中的一种或几种的混合物。

4. 根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于所用的碳质还原剂为焦炭、炭粉、兰炭、半焦炭、木炭、气煤焦、烟煤、石油焦、精煤粉中一种或几种的混合物；步骤（1）中碳质还原剂要求固定C≥70% wt，灰份<10%wt；步骤（2）中碳质还原剂要求固定C≥80% wt，灰份<7%wt。

5.根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于所用的粘合剂为水玻璃、微硅粉、膨润土、纸浆、糖浆废液、植物淀粉中的一种或集中的混合物。

6.根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（1）所述分步压制为先压制稀土原料得到初级团块，其作为稀土团块的内核；再将作为中层物料的硅质原料覆盖于初级团块的外表面，并进行压制形成二级团块；进一步地，将作为外壳物料的碳质还原剂覆盖于二级团块的外表面，并进行压制形成具有核壳结构的稀土团块。

7. 根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（2）所述的硅石中含有SiO₂>98%wt，Al₂O₃<O .4%wt，CaO<0.2%wt。

8.根据权利要求1所述一种碳热法工艺连续化生产高品质稀土硅铁合金的方法，其特征在于步骤（2）所述的出炉后静置10分钟以上再进行烧铸；若所出炉的合金熔液上层出现悬浮渣，则加以附属设备进行撇除，然后再进行烧铸。