高磷鮞狀赤鐵礦氣基直接還原-磨礦磁選的煉鐵工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礦的煉鐵工藝，尤其涉及一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國冶金行業(yè)的發(fā)展，我國對鐵礦石的需求量也日益增加。由于我國鐵礦石供給嚴(yán)重不足，因此我國對進(jìn)口鐵礦石的依賴越來越大，為了保證我國鋼鐵行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，加強(qiáng)對閑置鐵礦石的科研攻關(guān)顯得迫在眉睫，高磷鮞狀赤鐵礦因其儲(chǔ)量巨大的特點(diǎn)，正越來越引起人們的重視。
[0003]用于處理高磷鮞狀赤鐵礦的現(xiàn)有技術(shù)中包括常規(guī)選礦方法和直接還原方法。常規(guī)選礦無法由于無法破壞或者是極難破壞高磷鮞狀赤鐵礦中的鮞核結(jié)構(gòu)，故鐵回收率、鐵品位及脫磷率均不理想。直接還原方法中隧道窯進(jìn)行小規(guī)模的生產(chǎn)，雖然也能達(dá)到較好的技術(shù)指標(biāo)，但是，由于產(chǎn)量低，能耗較高，污染嚴(yán)重，已經(jīng)被許多國家明文禁止；轉(zhuǎn)底爐由于高溫易粘結(jié)，還原效果不理想，故也不適于處理高磷鮞狀赤鐵礦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)狀，本發(fā)明旨在提供一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基直接還原-磨礦磁選的煉鐵工藝。本發(fā)明采用非高爐直接還原方法，通過合理的工藝參數(shù)配置，在阻礙含磷礦物還原的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)礦石中鐵氧化物的還原，后期通過磁選的方式實(shí)現(xiàn)鐵與磷的分離，為鋼鐵行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)鐵原料。
[0005]本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基直接還原-磨礦磁選的煉鐵工藝，是指將高磷鮞狀赤鐵礦、煤、消石灰、水玻璃四種物質(zhì)按一定比例經(jīng)過濕混、造粒、干燥后，送入氣基還原豎爐中，在還原氣體的作用下，鐵氧化物還原為單質(zhì)鐵，使磷在CaO的固磷作用下保持在礦渣中，然后經(jīng)磨礦、磁選后產(chǎn)生鐵精礦和富磷渣的過程。
[0006]所述高磷鮞狀赤鐵礦、煤、消石灰、水玻璃四種物質(zhì)的配比是:按重量百分比，高磷鮞狀赤鐵礦:72% ;煤:11% ;消石灰:12% ;水玻璃:5%。
[0007]所述水玻璃，用純度為40% -47%的水玻璃，有效成分為5Na20.2Si02。
[0008]所述煤，為非煉焦煤，煤粉粒度>60目。
[0009]所述消石灰，為生石灰配加重量占生石灰32%的水混合而成。
[0010]所述還原氣體為煤氣，成分要求:C0+H2>90%、N2〈10%。
[0011]所述還原氣體分為高溫和低溫兩路通入，其中高溫還原氣體為1000-1100°C，從豎爐的中下部通入，低溫還原氣體是經(jīng)過冷卻的爐頂煤氣，溫度低于75°c，從爐底部通入。
[0012]具體講，該工藝包括如下步驟:
[0013]第一步，原料準(zhǔn)備
[0014]準(zhǔn)備4種原料:高磷鮞狀赤鐵礦粉、煤粉、消石灰、水玻璃，其中水玻璃純度40% -47%，煤粉為非煉焦煤，消石灰為生石灰配加重量占生石灰32%的水混合而成；
[0015]第二步，將所述4種原料按以下重量比進(jìn)行混合調(diào)勻
[0016]高磷鮞狀赤鐵礦:72% ;煤:11% ;消石灰:12% ;水玻璃:5% ;
[0017]第三步，造粒并干燥
[0018]將所述勻混料放置到壓球機(jī)上進(jìn)行壓球，壓出的球團(tuán)送入到干燥器中進(jìn)行干燥；
[0019]第四步，冶煉
[0020]將球團(tuán)從氣體還原豎爐頂部送入豎爐中，同時(shí)自爐頂向下2/3處通入1000-1100°C的還原煤氣，在豎爐底部通入經(jīng)過處理的爐頂煤氣，溫度低于75°C ；
[0021]還原時(shí)間為4h;
[0022]所述還原煤氣的成分要求是C0+H2>90%、N2〈10% ；
[0023]第五步，磨礦-磁選
[0024]將豎爐底部排料口排出的物料進(jìn)行磨礦-磁選，將磁選后的鐵料造塊，形成塊狀鐵料。
[0025]進(jìn)一步講，在壓球之后、干燥之前，經(jīng)過將所述球料進(jìn)行篩選，留下篩上物的步驟。
[0026]所述磨礦磁選過程包括:采用棒磨機(jī)進(jìn)行一次性磨礦8min，然后采用磁選機(jī)進(jìn)行一次性選別。
[0027]由本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝，由于將高磷鮞狀赤鐵礦72%、煤11 %、消石灰12%和水玻璃5%混勻造球，并在豎爐內(nèi)通入高溫還原氣體進(jìn)行還原冶煉，并利用氧化鈣對磷的固化作用實(shí)現(xiàn)還原鐵、留磷的目的；之后，通過磨礦、磁選分離出鐵，造塊，形成塊狀鐵料，可以將尚憐麵狀赤鐵礦的金屬化率達(dá)到90%以上，磁選精礦品位提尚到78%，鐵回收率可超過90%，鐵精礦中含磷量可降低70%。
[0028]本發(fā)明中，利用氣基還原溫度低、速度快的特點(diǎn)，將高磷鮞狀赤鐵礦中的鐵氧化物還原為單質(zhì)鐵，并利用CaO的固磷作用，使磷保持在渣中，經(jīng)磨礦磁選后產(chǎn)生富磷渣。本發(fā)明的工藝與其它工藝路線相比，具有還原溫度較低、還原速度快、流程短、效率高、成本低、產(chǎn)品品質(zhì)高、易于規(guī)模生產(chǎn)、實(shí)用價(jià)值高的特點(diǎn)。采用本發(fā)明，省去了傳統(tǒng)工藝污染大的燒結(jié)、焦化工藝，可以最大限度的合理利用自然資源和能源，是一種利用高磷鮞狀赤鐵礦進(jìn)行煉鐵的尚效環(huán)保工藝。
[0029]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝的流程圖。
[0031]附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例來具體描述本發(fā)明，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
[0033]本發(fā)明一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝，主要是講將高磷鮞狀赤鐵鐵礦粉，按照一定比例配合煤粉、消石灰(生石灰+水)、水玻璃后，造粒、篩分、干燥后，投入氣基直接還原豎爐中，在高溫還原氣體的作用下，使高磷鮞狀赤鐵礦中的鐵氧化物還原為單質(zhì)鐵，并利用CaO的固磷作用，使磷保持在礦渣中，然后經(jīng)磨礦、磁選后產(chǎn)生鐵精礦和富磷渣的過程。
[0034]其較佳的【具體實(shí)施方式】如圖1所示，包括如下步驟:
[0035]I)首先進(jìn)行原料準(zhǔn)備
[0036]準(zhǔn)備5種原材料:高磷鮞狀赤鐵礦、煤、消石灰、水玻璃。上述原材料以粉狀形態(tài)混入口 ο
[0037]高磷鮞狀赤鐵礦:適用于典型的“寧鄉(xiāng)式”高磷鮞狀赤鐵礦，這種礦一般的含鐵35-52 %，含硅8-18 %，含鋁和鈣3-9 %，含磷0.3-1.8 %。當(dāng)然，自然界其他類高磷鮞狀赤鐵礦也可以適用于此工藝。
[0038]煤:可以選擇各種非煉焦煤。
[0039]消石灰:為生石灰配加重量占生石灰32%的水混合而成。因?yàn)樯以烨蛉菀资骨驁F(tuán)粉化，故需對生石灰加水進(jìn)行消化。
[0040]水玻璃:選用純度為40% -47%的水玻璃，有效成分為5Na20.2Si02。
[0041]2)將上述4種原料按以下重量比進(jìn)行配勻
[0042]配比如下:高磷鮞狀赤鐵礦:72% M:11% Γ消石灰:12% ;水玻璃:5%。煤低于此數(shù)值，還原過程中會(huì)造成鐵晶粒不能有效凝聚長大，消石灰的數(shù)值影響球團(tuán)堿度，低于此數(shù)值則會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)熔點(diǎn)降低，使球團(tuán)在豎爐中發(fā)生粘連，導(dǎo)致豎爐堵塞，水玻璃低于此數(shù)值會(huì)使得球團(tuán)強(qiáng)度降低，不能達(dá)到豎爐生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0043]3)造球
[0044]將上述勻混料放置到壓球機(jī)上進(jìn)行壓球，壓出的球團(tuán)送入到干燥器中進(jìn)行干燥。如果壓球過程中出現(xiàn)了碎渣，可以在球團(tuán)送入干燥器之前過圓輥篩進(jìn)行篩選。在干燥之后也可加入篩選的過程。
[0045]適用的壓球機(jī)可以是對輥式高壓壓球機(jī)，造出來的球塊硬度高，出球率高，殘?jiān)?，球團(tuán)粒度合適。
[0046]這一實(shí)施例中是以造球的方式將混合物造粒成型，因?yàn)榍驙钗锉砻鎴A滑流動(dòng)性強(qiáng)，另外利用圓滾法成球加工也方便，但是本發(fā)明并限定于此，任何有利于流動(dòng)的粒狀都可以，比如圓柱形，橢圓形等等。
[0047]4)冶煉
[0048]干燥的球團(tuán)進(jìn)行冶煉。將球團(tuán)從還原豎爐頂部送入豎爐中，在豎爐中下部，約自爐頂向下2/3處，設(shè)置高溫氣體入口，通入1100-1200°C的高溫還原煤氣；同時(shí)在豎爐底部開設(shè)低溫氣體入口，通入低于或等于常溫(一般為25°C )的還原煤氣。
[0049]這里的還原煤氣的成分要求是C0+H2>90%、N2〈10%，因?yàn)橹挥泻写罅康倪€原氣體CO才能充分的使反應(yīng)物還原徹底。
[0050]經(jīng)過豎爐冶煉出來的是海綿鐵，經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，上述工藝出來的鐵料溫度大約在100C -2000C，不用再進(jìn)行冷卻處理，直接可送入磨礦磁選。
[0051]5)將所述海綿鐵進(jìn)行磨礦磁選，選別后的鐵粉采用壓塊設(shè)備進(jìn)行壓制造塊，形成塊狀鐵料，便于運(yùn)輸和冶煉，完成提煉工藝。
[0052]在本發(fā)明中，我們選擇豎爐，上述的豎爐可為所有適用的氣基直接還原的豎爐設(shè)備。因?yàn)樨Q爐適合于氣基反應(yīng)機(jī)制，固體與氣體逆向流動(dòng)(固體往下走，氣體往上走)，