CN101914675A - 菱铁矿的开发利用方法 - Google Patents

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夏征宇
黄发元
叶军
杨胜义
张士雷
张晓萍
朱贺民
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Abstract

本发明公开了一种菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，菱铁矿由竖炉的熟球仓加入，经熟球皮带到达竖炉，氧化焙烧后由竖炉排出。所述氧化焙烧工艺为：燃料是焦炉或混合煤气，炉内气氛为强氧化性气氛，焙烧温度1050℃-1138℃，焙烧时间25-50分钟。经本发明处理的焙烧矿的TFe含量有明显的增加，由41.99％提高到61.90％，增加19.91个百分点；FeO、S含量明显下降，FeO由50.85％降至1.77％，降低49.08个百分点；S由0.393％降至0.034％，降低0.359个百分点，脱硫率达91.35％。

Description

菱铁矿的开发利用方法
技术领域
本发明属钢铁冶金领域，尤其涉及烧结、球团、炼铁原料处理领域。
背景技术
我国菱铁矿资源十分丰富，已探明储量约为18亿t，占铁矿石总量的14％，由于菱铁矿含铁较低，理论含铁品位48.27％，属于弱磁性矿物，又因菱铁矿易与硫化物矿共生，常含有较高的硫，直接选矿难度大。菱铁矿强度高破碎困难，加工成粉矿或精矿难度较大，菱铁精矿成球性能差，生球强度低，菱铁粉矿高温分解放出CO2，导致烧结矿、球团强度差，容易粉化，给烧结或球团生产带来许多问题，而菱铁矿的高硫含量更给高炉生产带来不良影响。目前菱铁矿的利用不到其总量的10％。近年来，各大钢厂和科研院校对菱铁矿的开发利用进行了大量的研究，但大多数都基于实验室研究，如马弗炉焙烧、回转窑焙烧等。目前投入运行的为煤基回转窑磁化焙烧，其路线为“磁化焙烧→破碎→磁选”，如中国专利200610031735.6“一种菱铁矿、褐铁矿及菱褐铁矿共生矿等弱磁性铁矿的选矿方法”，其技术参数为：(1)焙烧阶段：原矿经破碎后的进炉粒度：30～0mm，焙烧燃料：煤或气还原剂：煤(单一菱铁矿不用还原剂)或C O气体；还原剂用量：煤用量为焙烧物料的0～8％；或用适量C O气体确保窑尾C O含量≥0.5％；燃料：可以提供1.28～1.70G J/吨原矿的煤或气；焙烧温度：530℃～950℃；焙烧时间：20～150分钟；焙烧产品出炉时水淬，迅速冷却；(2)磁选阶段：水淬后的产品经磨矿分级后进入磁选；在磨矿分级作业及磁选作业，针对焙烧料其矫顽力强的特点，对其磁性进行处理；(3)反浮选阶段搅拌时间：3～5分钟浮选时间：24～35分钟浮选：阳离子反浮选或阴离子反浮选药剂制度：其中：阳离子反浮选，药剂制度是：胺类阳离子捕收剂70～200g/t，矿浆温度：常温；阴离子反浮选，其药剂制度是：SD620～700g/t，NaOH 700～960g/t，CaO160～216g/t，RA系列阴离子捕收剂100～120g/t，矿浆温度：28～32℃。
该专利实现了密封条件下的煤基回转窑全粒级菱铁矿磁化焙烧规模化工业生产，但该方法流程复杂、成本高，在焙烧后必须采用磁选和反浮选工艺才能对高硫菱铁矿进行有效的脱硫。还有20061002265.4、20061006961.9也是菱铁矿磁化焙烧方法，其在还原气氛下无法对高硫菱铁矿进行有效的脱硫，且工艺复杂，生产成本高。
发明内容
为解决现有技术存在问题，本发明提供一种菱铁矿的开发利用方法，采用氧化焙烧方法使菱铁矿高温分解、氧化脱硫而提高其含铁品位、有效脱除菱铁矿中的硫，有利于高炉、转炉或烧结使用。
为实现上述目的，本发明提供菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，菱铁矿由竖炉的熟球仓加入，经熟球皮带到达竖炉，氧化焙烧后由竖炉排出。
所述氧化焙烧工艺为：燃料是焦炉或混合煤气，炉内气氛为强氧化性气氛，焙烧温度1050℃-1138℃，焙烧时间25-50分钟。
本发明利用菱铁矿的特点采用氧化焙烧方法使菱铁矿高温分解、氧化脱硫而提高其含铁品位、有效脱除菱铁矿中的硫，有利于高炉、转炉或烧结使用。
本发明所采取的技术方案为：10-40mm的菱铁矿通过竖炉球团生产工序的上熟球工艺路线，即菱铁矿由竖炉的熟球仓加入，经熟球皮带到达竖炉，氧化焙烧后由竖炉排出，经链板机、带冷机、成品皮带到达成品仓或成品堆场。焙烧矿进行筛分加工后供高炉、转炉或烧结使用。本发明的菱铁矿开发利用方法工艺简单、可有效脱除菱铁矿中的硫，提高其品位，供高炉炼铁使用或作为炼钢冷却剂，或进行加工作为烧结粉矿使用。该工艺方法仅使用氧化焙烧，筛分加工后即可供高炉、转炉或烧结使用，加工成本低。
相比菱铁矿原矿，焙烧矿的TFe含量有明显的增加，由41.99％提高到61.90％，增加19.91个百分点；FeO、S含量明显下降，FeO由50.85％降至1.77％，降低49.08个百分点；S由0.393％降至0.034％，降低0.359个百分点，脱硫率达91.35％。
附图说明
图1：菱铁矿开发利用方法工艺流程
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作详细的说明。
如图1所示，本发明工艺流程为：菱铁矿由竖炉的熟球仓加入，经熟球皮带到达竖炉，氧化焙烧后由竖炉排出，经链板机、带冷机、成品皮带到达成品仓或成品堆场。本发明利用球团竖炉工艺流程将10-40mm菱铁矿通过竖炉球团生产工序的上熟球工艺路线，即菱铁矿由竖炉的熟球仓加入，经熟球皮带到达竖炉，菱铁矿由梭式布料机布入竖炉内，以一定速度下降。燃烧室内由煤气燃烧而产生的高热气体从喷火口喷入炉内，自下而上进行热交换。菱铁矿首先在竖炉的上部进行干燥脱水，预热氧化后进入焙烧带，在高温下发生分解；再经过均热带，完成全部高温焙烧反应过程；焙烧菱铁矿与下部鼓入炉内后上升的冷却风进行热交换而得到冷却，冷却后成品焙烧矿从炉底经过齿辊排出。换热后大部分冷却风(热风)通过导风墙，与燃烧室产生的高热气体共同干燥菱铁矿，然后从炉口引出，经过除尘，通过烟囱排放。氧化焙烧后的焙烧矿由竖炉排出，经链板机、带冷机、成品皮带到达成品仓或成品堆场。焙烧矿通过8mm振动筛进行筛分加工后，大于8mmm部分供高炉、转炉，小于8mm部分供烧结使用。
在菱铁矿入炉焙烧期间，竖炉烟罩和炉箅温度变化不大，焙烧温度在1050℃-1138℃，焙烧时间25-50分钟，炉内强氧化气氛，助燃风压力12.3-14.5Kpa、流量14134-14992m3/h，竖炉冷却风流量28127-39457m3/h、压力13-26Kpa。菱铁矿的分解过程十分复杂，其热分解的一般过程认为是：FeCO3→Fe3O4→γ-Fe2O3→α-Fe2O3，在氧化气氛下Fe2O3更易生成。菱铁矿中的S多以硫化物形态(FeS2)存在，在氧化气氛下FeS2热分解开始温度为540℃，分解过程：4FeS2+11O2→8SO2+2Fe2O3，为使FeS2分解充分，必须提高温度，故本发明焙烧温度在1050℃-1138℃。球团竖炉热源为焦炉或混合煤气，炉内强氧化气氛，通常情况下可将含FeO 20％以上的磁铁精矿球团氧化焙烧成FeO小于1％的球团矿，菱铁矿在焙烧过程中竖炉主要热工参数见表1。菱铁矿原矿和焙烧矿的主要化学成分如表2所示。由表2可以看出，相比菱铁矿原矿，焙烧矿的TFe含量有明显的增加，由41.99％提高到61.90％，增加19.91个百分点；FeO、S含量明显下降，FeO由50.85％降至1.77％，降低49.08个百分点；S由0.393％降至0.034％，降低0.359个百分点，脱硫率达91.35％。
表1竖炉主要热工参数的变化情况
Figure BSA00000256672800031
表2菱铁矿原矿与焙烧矿主要化学成分(重量百分比％)
  名称   TFe   SiO2   CaO   Al2O3   MgO   FeO   Zn   P   S   IL
  原矿(平均)   41.99   2.27   1.005   0.39   1.53   50.85   0.160   0.020   0.393   29.74
  焙烧矿(平均)   61.90   2.71   1.481   0.87   2.22   1.77   0.185   0.081   0.034   /

Claims (10)

1.一种菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，菱铁矿由竖炉的熟球仓加入，经熟球皮带到达竖炉，氧化焙烧后由竖炉排出。
2.如权利要求1所述的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，所述氧化焙烧工艺为：燃料是焦炉或混合煤气，炉内气氛为强氧化性气氛，焙烧温度1050℃-1138℃，焙烧时间25-50分钟。
3.如权利要求2所述的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，所述焙烧温度1050℃-1090℃，焙烧时间30-40分钟。
4.如权利要求1所述的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，所述菱铁矿的粒度为10-40mm。
5.如权利要求1所述的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，所述竖炉为球团竖炉。
6.如权利要求1所述的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，由竖炉排出的菱铁矿，经链板机、带冷机、成品皮带到达成品仓或成品堆场。
7.如权利要求1所述的的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，所述氧化焙烧后的菱铁矿进行筛分，颗粒≥8mm的供高炉、转炉使用，颗粒＜8mm的供烧结使用。
8.如权利要求2所述的的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，所述煤气压力为16.4-19.5Kpa，流量9097-11311m3/h。
9.如权利要求2所述的的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，焙烧时所用的助燃风压力12.3-14.5Kpa，流量14134-14992m3/h。
10.如权利要求1所述的的菱铁矿的开发利用方法，其特征在于，竖炉冷却风流量28127-39457m3/h、压力13-26Kpa。 
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