CN101570820B - 高磷高硅铁矿高温快速还原焙烧同步脱磷提铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高磷高硅铁矿高温快速还原焙烧同步脱磷提铁的方法。其特征在于先将高磷、高硅铁矿、还原剂、脱磷剂破碎至-150mm，还原剂为普通的褐煤占总重量的8％-12％、脱磷剂为熟石灰，熟石灰占总重量的20-25％，将它们混合均匀，制粒并烘干，回转窑还原焙烧，在窑头喷入煤粉和煤气，使温度升至1100-1200℃，还原焙烧时间为2-2.5小时，将还原焙烧后产物通过破碎、两段球磨，三段磁选后得低磷低硅富铁精粉。本发明的方法，还原时间短、能耗低、处理量大、生产规模大、绿色环保，与选矿方法脱磷，化学方法脱磷和其它冶炼方法脱磷及微生物方法脱磷，具有脱磷率在80％，铁回收率70％，成本低等积极效果。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体地说是高磷、高硅铁矿回转窑高温快速还原焙烧同步脱磷提铁的方法。
背景技术
近年来，我国钢铁工业持续高速增长对铁矿石的需求越来越大，随着国际铁矿石价格的不断攀升，国内低品位的高磷、高硅铁矿石的利用越来越受到重视，加之我国铁矿石储量特点是贫矿多、富矿少，低品位高磷铁矿石储量大且分布较为集中，适于开采有很高的开发利用价值。对于这种低品位高磷铁矿石通过回转窑还原焙烧同步脱磷磁选工艺生产的低磷高品位铁精矿，如果能开发利用这种高磷、高硅矿石将有很大的现实意义。前景也是可观的，矿石品位一般为37％～40％，磷含量为1.1％～1.3％
①铁矿石中的磷一般以磷灰石(3CaOP2O5)形态存在，磷在选矿中和烧结过程中不易除去，而在高炉冶炼中几乎全部还原进入生铁，因此控制生铁含磷的唯一途径就是控制原料的含磷量，要求矿石中含磷量尽可能低，磷在钢中的危害是：
②降低钢在低温下的冲击韧性，使钢材产生“冷脆”。
③使钢的焊接性能，冷弯性能和塑性降低。
④铁矿石中含二氧化硅高，就等于把废物送进高炉，不仅要占用高炉的空间，而且为了除去二氧化硅，还要投入更大比例的造渣溶剂，造渣反应还是耗热和吸热的反应。
⑤由于磷和二氧化硅的危害之大，如果在炼钢和炼铁之前，不把磷和二氧化硅去掉，将大大增加炼钢和炼铁的成本，目前，国内外高磷铁矿除磷的方法有：选矿方法、化学方法、冶炼方法等。选矿方法成本高，回收率低，脱磷率低；化学方法存在废水处理的问题，且成本高；冶炼方法主要是在高炉造渣，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高磷、高硅铁矿回转窑高温快速还原焙烧同步脱磷提铁的方法，能使含磷、含二氧化硅的铁矿石通过回转窑高温快速还原焙烧，除去杂质。
本发明需要解决的技术问题是高磷、高硅铁矿石在回转窑内加还原剂和脱磷剂高温快速还原反应，通过磁选如何除去磷和二氧化硅，提高铁的品质。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
先将高磷、高硅铁矿、还原剂、脱磷剂破碎至-150mm，还原剂为普通的褐煤占总重量的8％-12％、脱磷剂为熟石灰，熟石灰占总重量的20-25％，将它们混合均匀，制粒并烘干，回转窑还原焙烧，在窑头喷入煤粉和煤气，使温度升至1100-1200℃，还原焙烧时间为2-2.5小时，将还原焙烧后产物通过破碎、两段球磨，三段磁选后得低磷低硅富铁精粉。
脱磷剂中还可加入氢化松香，氢化松香占总重量的0.1％-0.3％。
通过焙烧，部分磷灰石、硫等有害杂质随窑尾冷却系统、除硫、除杂系统而除去。可得到铁回收率为70％左右，脱磷率为80％，脱硅率70％的铁精粉。
高磷、高硅铁矿石在还原焙烧过程中脱磷原理是：
1、高温气氛下，磷以气体方式脱除，磷灰石在高温下被还原剂还原，P2随CO2一起被抽风机抽走，在冷却系统除掉。
2、另一部分没有被还原剂还原，仍然以磷灰石的状态形成，这一部分磷经过磁选随尾矿而跑掉。
3、被还原出来的P2，又与焙烧的氧化钙发生反应生成磷灰石，这一部分的磷经过磁选随尾矿跑掉。
4、通过还原焙烧的二氧化硅，通过三次磁选后，随尾矿跑掉。
本发明的方法一是使矿石中的Fe2O3、FeSO4、FeCO3还原成Fe3O4，提高磁选精矿的回收率；二是通过焙烧，改善矿石中Fe2O3或FeCO3的烧结性能，利于磁选和球团矿生产。三是降低精矿中的磷和硅，满足炼铁原料的要求。同时可减轻炼钢炉冶金负荷、减少渣量。为大规模开发利用我国储量巨大的高磷低品位铁矿石，减轻对进口铁矿石的依赖奠定基础。
本发明的积极效果是：
1)可极大地促进我国钢铁工业重要支柱产业的矿业发展，并形成相关的产业链，带动其相关产业的发展。
2)开发和利用我国储量巨大的高磷、高硅低品位铁矿，可把资源优势转变成经济优势奠定坚实的基础，减少对进口矿的依赖。为我国难选矿石研究领域的技术水平得到大大提高。
3)本发明采用回转窑工艺除磷提铁新技术和新工艺机械化程度高，劳动强度低，原材料、燃料、脱磷剂不受限制，来源广泛，经过焙烧磁选后的尾矿改变了原有的矿物质结构，并对尾矿进行综合利用，即环保，又经济，对废气排除综合处理，在节能减排起到积极效果。
4)本发明采用高温高压气化煤粉和煤气相互补回转窑还原焙烧的方法，还原时间短、能耗低、处理量大、生产规模大、绿色环保，与选矿方法脱磷，化学方法脱磷和其它冶炼方法脱磷及微生物方法脱磷，具有脱磷率在80％，铁回收率70％，成本低等积极效果。
附图说明
图1是本发明生产工艺流程图和设备明细。
具体实施方式
实施例：
脱磷剂的组成成份是熟石灰、氢化松香，还原剂为普通的褐煤。
生产工艺步骤如下：
1、将高磷、高硅铁矿石、褐煤、破碎至-150目，将熟石灰、氢化松香破碎至200目。
2、配料：按重量百分比，取铁矿70％，熟石灰21.7％，褐煤8％，氢化松香0.3％混合均匀。
3、搅拌均匀的混合料输入到园盘制粒机制粒，并且烘干。
4、将烘干的混合颗粒均匀从窑尾加入回转窑内，窑头用高压煤粉和煤气升温(采用高效节能煤气发生炉与煤粉升温装置，均属现有技术)，温度控制在1100-1200℃左右，在窑内停留2小时排出来的产物经水淬后进入破碎机破碎。
5、通过破碎后的焙烧矿进入二段球磨机球磨，分三段磁选，第一段和第二段采用弱磁选，磁场强度12000°，磨矿的细度为-0.074mm，占80％左右，第三段采用强磁扫选。
6、所得到的产品为低磷低硅的富铁精粉和尾矿，将尾矿送至免烧砖车间制成免烧砖。
7、窑尾冷却系统和除尘系统的磷灰石粉和其它杂质粉尘与尾矿一起配料制免烧砖。
本发明的熟石灰由炼钢厂购得。
本发明的氢化松香是化学用品商店购得。
本发明的铁矿原料是由昆钢矿业部惠民铁矿供给，矿石的品位：铁37.02％，硫0.052％，磷1.1％，二氧化硅25.35％(重量百分比)。
下面是昆钢惠民铁矿和炼钢厂提供原料以上述方法实施结果：
| 样品编号 | TFe(％) | P(％) | SiO2(％) | 脱磷率(％) | 铁回收率(％) | 脱硅率(％) |
| 1# | 51.86 | 0.089 | 7.76 | 91.81 | 71 | 69 |
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实施例2：
1、将高磷、高硅铁矿石、褐煤、破碎至-150目，将熟石灰、氢化松香破碎至200目。
2、配料：按重量百分比，取铁矿69.2％，熟石灰25％，褐煤12％，氢化松香0.1％混合均匀。
以下的生产工艺步骤与实施例1相同。
实施例3：
1、将高磷、高硅铁矿石、褐煤、破碎至-150目，将熟石灰破碎至200目。
2、配料：按重量百分比，取铁矿70％，熟石灰20％，褐煤10％，混合均匀。
以下的生产工艺步骤与实施例1相同。
以上所述的回转窑是一个稍呈倾余放置在几对支撑轮上的筒形高温反应器。作业时窑体按一定转速旋转，含铁原料与还原煤(部分或全部)从窑尾加料端连续加入，随窑体转动，固体物料不断翻滚，向窑头排料端移动。排料端设置主燃料烧嘴和还源煤喷入装置，提供工艺过程所需要的部分热量和还原剂。向窑中供风燃烧煤释放的挥发分、还原反应产生的CO和煤中的C，用以补充工艺所需大部分热量和调节窑内温度分布。物料移动过程中，被逆向高温气流加热进行物料的干燥、预热、碳酸盐分解、铁氧化物还原以及渗碳反应，铁矿石在保持外形不便的软化温度以下转变成还原铁。这种回转窑也是现有冶金设备中的装置。
Claims (1)
1.一种高磷高硅铁矿高温快速还原焙烧同步脱磷提铁的方法，其特征在于先将高磷、高硅铁矿、还原剂、脱磷剂破碎至-150mm，还原剂为普通的褐煤占总重量的8％-12％、脱磷剂为熟石灰，熟石灰占总重量的20-25％，将它们混合均匀，制粒并烘干，回转窑还原焙烧，在窑头喷入煤粉和煤气，使温度升至1100-1200℃，还原焙烧时间为2-2.5小时，将还原焙烧后产物通过破碎、两段球磨，三段磁选后得低磷低硅富铁精粉；脱磷剂中加入氢化松香，氢化松香占总重量的0.1％-0.3％。
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