CN102329911A - 低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，属于金属冶金直接还原领域。技术方案是：低品位复杂难处理矿与还原剂、添加剂充分混合，制球，含碳球团经过干燥处理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合压制成空心或实心砖块，砖块表面喷涂陶土泥浆后进入还原设备；还原后的产物出炉后立即进入带还原气氛的冷却保护仓进行冷却，冷却后的物料产品进行破碎分选即可得到炼钢的原料。本发明的有益效果：造渣剂促使非铁系氧化物脉石成分迅速聚集抛离金属元素而成为矿渣，金属聚集剂促使氧化态的金属元素快速还原并离开矿渣而形成粒铁颗粒，形成粒铁颗粒后的物料能够大大提高后续磨矿磁选工序的效率，应用该工艺能够最大限度地提高单体窑炉的产能。

Description

低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺
技术领域
本发明涉及一种低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，属于金属冶金直接还原领域。
背景技术
目前，直接还原铁作为我国电炉钢生产高品质的纯净钢急需的原料，也是我国装备制造业高纯净钢铸、锻件坯料生产的急需原料。目前因钢铁产能增加，原料问题尤为突出，低品位复杂难处理矿的利用问题成为冶金界的热点。低品位复杂难处理矿包括：①鲕状赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿、羚羊石矿等低品位难处理矿，②钒钛铁矿、硼铁矿、红土镍矿等复合矿；③有色金属氧化物炉渣如硫酸渣、氧化铝赤泥、铜渣、铅锌渣、除尘污泥等以及高硫、高磷、高砷等特殊铁矿。背景技术采用煤基直接还原，在处理低品位复杂难处理矿的利用方面也进行了多种尝试，转底炉、回转窑、隧道窑工艺以及竖炉都有多方涉及，国内外也有用直接还原技术将低品位复杂难处理矿制成还原铁的工艺，背景技术工艺均存在回收率低、投资大、成本高、单窑产量低、污染环境等缺点。
发明内容
本发明目的是提供一种低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，提高后续磨矿磁选工序的效率，提高产品的品位和回收率，减少污染，降低成本，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，包含如下工艺：低品位复杂难处理矿与还原剂、添加剂充分混合，混合后的含碳物料选用圆盘造球机或者压球机进行制球，含碳球团经过干燥处理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合压制成空心或实心砖块，砖块表面喷涂一层陶土泥浆后进入还原设备中进行加热还原；在还原反应中，所添加的添加剂能够加速低品位难处理矿的还原，并在1000～1400℃的温度范围内实现渣铁分离；还原后的产物出炉后立即进入带还原气氛的冷却保护仓进行冷却，以防止产品金属物质被再氧化；冷却后的物料产品进行破碎分选即可得到炼钢的原料——粒铁；所说的还原剂是碳C、添加剂是造渣剂和金属聚集剂。
在工艺过程中根据低品位复杂难处理矿中脉石成分的不同，选择加入不同比例和种类的造渣剂和金属聚集剂，造渣剂由氟化钙、氢氧化钠组成，金属聚集剂为四硼酸钠，分子式为： Na2B4O7·10H2O；根据矿物中脉石成分的不同进行配料计算添加剂的比例和种类；氟化钙的加入量为低品位难处理矿中硅质脉石重量的0.01~0.1，氢氧化钙的加入量为低品位难处理矿中铝质脉石重量的0.02~0.1，四硼酸钠的添加比例为矿重的0.0016～0.009。
在工艺过程中将低品位复杂难处理矿与还原剂及添加剂充分混合后的物料按如下比例进行配料，质量比，低品位难处理矿1: 还原剂0.02～0.3:添加剂0.001～0.005；首先进行制球，待球团干燥后，与石灰、还原剂和粘土充分混匀，质量比，球团1:石灰0.01～0.025:粘土0.1～0.4，进行压制成空心或实心砖块，压制好的砖块表面喷涂一层陶土泥浆；砖块进入还原设备内的加热还原反应参数：还原时间控制在10min~150min之间，加热温度控制在1000~1400℃之间。
所说的低品位复杂难处理矿包括：①鲕状赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿、羚羊石矿等；②钒钛铁矿、硼铁矿、红土镍矿等；③有色金属氧化物炉渣，包括硫酸渣、氧化铝赤泥、铜渣、铅锌渣、除尘污泥等；④高硫、高磷、高砷等铁矿。
所说的还原设备包括车底炉、回转窑、转底炉、隧道窑、辊道窑、抽屉窑、竖炉、多层炉等。
所说的还原气氛为一氧化碳等。
本发明的有益效果：一方面加入造渣剂促使非铁系氧化物脉石成分迅速聚集抛离金属元素而成为矿渣，另一方面加入金属聚集剂促使氧化态的金属元素快速还原并离开矿渣而形成粒铁颗粒，形成粒铁颗粒后的物料能够大大提高后续磨矿磁选工序的效率，更加重要的是应用该工艺能够最大限度地提高单体窑炉的产能。本发明着重研究低品位复杂难处理矿中脉石的成分对渣铁分离工艺的影响以及如何根据矿石中脉石的成分合理加入添加剂来快速还原和实现渣铁分离，根据矿物中脉石成分和含量的不同，通过调节添加剂的种类和配比，使低品位复杂难处理矿在还原过程中，处于半熔融状态，铁在快速还原后迅速聚集成球，并实现渣铁分离，当还原物料渣铁分离之后，能够大大提高后续磨矿磁选工序的效率，更重要的是提高了产品的品位和回收率。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，原料配料：低品位复杂难处理矿为鲕状赤铁矿（Fe=34%）粒度80～100目，其中SiO2含量为31%, Al2O3含量为10%，烟煤加工成的还原剂碳C，破碎后的粒度为80目，将鲕状赤铁矿与还原剂（碳C）、造渣剂（氟化钙和氢氧化钠）和金属聚集剂按比例（鲕状赤铁矿1:还原剂0.2:氟化钙0.027: 氢氧化钠0.0039:金属聚集剂0.002）充分混合后制球，待球干燥后与石灰、还原剂（碳C）和粘土（球团1:石灰0.08:粘土0.25）充分混匀进行压砖，压制好的砖表面喷涂一层陶土泥浆后放在台车面上，进入还原设备（车底炉），升温至1300℃保温100min，产品出窑后进冷却保护仓进行还原气氛保护冷却，经简易破碎分选后的粒铁（海绵铁）产品经化验TFe达到96%以上，Fe回收率达到98%以上。

Claims (6)

1.一种低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，其特征在于包含如下工艺：低品位复杂难处理矿与还原剂、添加剂充分混合，混合后的含碳物料选用圆盘造球机或者压球机进行制球，含碳球团经过干燥处理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合压制成空心或实心砖块，砖块表面喷涂一层陶土泥浆后进入还原设备中进行加热还原；在还原反应中，所添加的添加剂能够加速低品位难处理矿的还原，并在1000～1400℃的温度范围内实现渣铁分离；还原后的产物出炉后立即进入带还原气氛的冷却保护仓进行冷却，以防止产品金属物质被再氧化；冷却后的物料产品进行破碎分选即可得到炼钢的原料；所说的还原剂是碳C、添加剂是造渣剂和金属聚集剂。
2.根据权利要求1所述之低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，其特征在于在工艺过程中根据低品位复杂难处理矿中脉石成分的不同，选择加入不同比例和种类的造渣剂和金属聚集剂，造渣剂由氟化钙、氢氧化钠组成，金属聚集剂为四硼酸钠，分子式为： Na2B4O7·10H2O；根据矿物中脉石成分的不同进行配料计算添加剂的比例和种类；氟化钙的加入量为低品位难处理矿中硅质脉石重量的0.01~0.1，氢氧化钙的加入量为低品位难处理矿中铝质脉石重量的0.02~0.1，四硼酸钠的添加比例为矿重的0.0016～0.009。
3.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，其特征在于在工艺过程中将低品位复杂难处理矿与还原剂及添加剂充分混合后的物料按如下比例进行配料，质量比，低品位难处理矿1: 还原剂0.02～0.3:添加剂0.001～0.005；首先进行制球，待球团干燥后，与石灰、还原剂和粘土充分混匀，质量比，球团1:石灰0.01～0.025:粘土0.1～0.4，进行压制成空心或实心砖块，压制好的砖块表面喷涂一层陶土泥浆。
4.根据权利要求3所述之低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，其特征在于砖块进入还原设备内的加热还原反应参数：还原时间控制在10min~150min之间，加热温度控制在1000~1400℃之间。
5.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，其特征在于所说的低品位复杂难处理矿包括：①鲕状赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿、羚羊石矿；②钒钛铁矿、硼铁矿、红土镍矿；③有色金属氧化物炉渣，包括硫酸渣、氧化铝赤泥、铜渣、铅锌渣、除尘污泥；④高硫、高磷、高砷铁矿。
6.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺，其特征在于所说的还原设备包括车底炉、回转窑、转底炉、隧道窑、辊道窑、抽屉窑、竖炉、多层炉。
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