CN103014212A

CN103014212A - 一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法

Info

Publication number: CN103014212A
Application number: CN2012105641224A
Authority: CN
Inventors: 孙体昌; 余文; 寇珏; 曹云业; 郭倩; 刘娜; 刘真真
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-04-03

Abstract

一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，属于钢铁冶金和矿物加工领域。其特征在于：将高磷鲕状赤铁矿、还原剂煤和脱磷剂按照1：（0.15~0.3）：（0.15~0.25）混合制成含碳球团，其中脱磷剂的主要成分为质量比为(4~6):1的消石灰和碳酸钠，且脱磷剂同时还可起到粘结剂的作用。得到的强度符合要求的含碳球团进行直接还原焙烧—磁选，还原温度1150℃～1250℃，还原时间20~60min。可以获得铁品位90%以上，磷含量低于0.1%，其他杂质含量符合炼钢原料标准的金属铁粉。本发明产品生产效率高、铁的回收率高、生产成本低，解决了粉矿透气性差、易结圈无法工业化大规模生产的问题。

Description

一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金和矿物加工领域，涉及一种高磷鲕状赤铁矿提铁降磷的工艺方法，该工艺方法将高磷鲕状赤铁矿压制成强度较高的含碳球团进行直接还原焙烧，在还原剂和脱磷剂的作用下实现提铁降磷，得到铁品位高于90%，磷含量低于0.1%，达到炼钢原料标准的金属铁粉。

技术背景

高磷鲕状赤铁矿具有储量大、分布广、复杂难选的特征，我国已探明的高磷鲕状赤铁矿储量约占全国铁矿资源的1/9左右。由于高磷鲕状赤铁矿中铁矿物与脉石矿物呈鲕粒结构嵌布，且嵌布粒度极细，并伴生难选胶磷矿，因此很难用传统选矿方法处理，多年来一直没有得到有效的开发利用。为了满足国内钢产量增加对铁精矿需求的不断增加，减少对进口铁精矿的依赖，充分开发利用我国现有的难选高磷鲕状赤铁矿资源已成为我国选矿领域亟待解决的问题。

国内已有相关研究人员利用常规的浮选、选择性絮凝—浮选、磁化焙烧—磁选—酸处理等工艺方法对高磷鲕状赤铁矿的分选进行了研究。但用这些方法所得的铁精矿中铁品位低，脱磷效果较差，导致铁精矿的磷含量超标，无法达到高炉炼铁的要求，此外也不能得到较好的铁回收率，造成资源的浪费，因此高磷鲕状赤铁矿一直未能得到有效的开发利用。

最近有研究表明，采用煤为还原剂，同时添加脱磷剂用直接金属化还原焙烧－弱磁选工艺处理高磷鲕状赤铁矿石，能够有效的实现提铁降磷。但该工艺针对的是粒度较细的高磷鲕状赤铁矿粉矿，而粉矿焙烧由于透气性差、易结圈、污染严重等缺点，导致其工业生产规模有限而难以发挥直接还原焙烧工艺的优势，因此，开发适用于工业大规模生产的高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原焙烧工艺可以克服粉矿焙烧的缺点，有利于这类难选铁矿的高效开发利用。

发明内容

本发明针对高磷鲕状赤铁矿开发了适用于工业大规模生产的含碳球团直接还原焙烧工艺：对高磷鲕状赤铁矿、还原剂煤和脱磷剂的混合物料先进行压球制成符合强度要求的含碳球团，然后再进行直接还原焙烧，焙烧后的含碳球团进行磨矿磁选最终得到符合炼钢原料标准的金属铁粉产品。

一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，其特征是将100%-4mm高磷鲕状赤铁矿、还原剂煤和脱磷剂按1：（0.15~0.3）：（0.15~0.25）的比例配料，然后混合均匀。向混合物料中加入适量的水，再次混合均匀。然后在压球机上压成符合强度要求的含碳球团湿球。湿球在烘干设备中烘干，得到符合强度要求的含碳球团干球。干球在焙烧温度为1150℃~1250℃条件下焙烧20~60min，冷却后在磨机中磨矿得到-0.044mm占70%~90%的磨矿产品，然后经湿式弱磁选（磁场强度范围在80~110kA/m）得到金属铁粉。

对不同产地的高磷鲕状赤铁矿石，还原剂煤和脱磷剂的比例可根据所用原矿的性质进行适当调整。脱磷剂以消石灰和碳酸钠为主要成分，两者的添加比例为(4~6):1，对作为还原剂的煤种没有特殊要求。

利用本发明的工艺方法，可有效地从高磷鲕状赤铁矿中获得含铁90%以上，铁回收率85%～95%，含磷0.1%以下，且其他杂质含量符合炼钢原料标准的金属铁粉。与现有方法相比，本发明方法具有如下特点：①本发明采用含碳球团直接还原焙烧—磁选的工艺处理高磷鲕状赤铁矿，解决了粉矿透气性差、易结圈无法工业化大规模生产的问题；②由于含碳球团中的高磷鲕状赤铁矿、还原剂煤和脱磷剂接触紧密，提高了物料之间的反应速率，缩短了反应时间，从而极大地提高了生产效率并且节约了生产成本。③作为脱磷剂加入的消石灰和碳酸钠在混合物料的压球阶段还可同时起到粘结剂的作用，压球阶段不需要另外加入粘结剂，节省了生产成本。④与传统的粉矿焙烧工艺指标相比，在保证铁品位大于90%、磷含量小于0.1%的前提下，铁回收率可以提高五个百分点。

附图说明

附图1所示为高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原焙烧—磁选工艺流程。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图用实施例对本发明提供的方法作进一步详细描述。

实施例1

某高磷鲕状赤铁矿含铁43.33%、含磷0.83%。原矿破碎至100%-4mm添加25%的还原剂煤，15%的消石灰和3%的碳酸钠，加水10%左右混匀在对辊式压球机上压球，得到的含碳球团生球抗摔强度平均为5次/个，抗压强度50N/个；干燥后的干球抗摔强度为8次/个，抗压强度为150N/个。含碳球团的湿球和干球强度均能满足工业要求。然后在马弗炉中1200℃下还原焙烧40min；冷却后在磨矿浓度67%左右磨至粒度-0.043mm占77%，在磁场强度89.6kA/m下进行磁选。获得铁含量92.60%、铁回收率91.79%、磷含量0.07%、其他杂质含量符合炼钢原料标准的金属铁粉。

实施例2

原料为某含铁37.75%、含磷1.03%的高磷鲕状赤铁矿石。原矿破碎至100%-4mm，添加20%的还原剂煤，20%和4%的消石灰和碳酸钠用量分别为；加水10%左右混匀在对辊式压球机上压球。得到的含碳球团生球抗摔强度平均为6次/个，抗压强度65N/个；球团干燥后，抗摔强度为10次/个，抗压强度为180N/个。含碳球团的湿球和干球强度均能满足工业要求；将含碳球团置于马弗炉中1200℃下还原焙烧40min；冷却后在磨矿浓度67%左右磨至粒度-0.043mm占77%，在磁场强度89.6kA/m下进行磁选。获得铁含量91.68%、铁回收率90.20%、磷含量0.085%、其他杂质含量符合炼钢原料标准的金属铁粉。

Claims

1.一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，其特征在于：将高磷鲕状赤铁矿、还原剂煤和脱磷剂混合制成强度符合要求的含碳球团烘干，然后将烘干后含碳球团进行直接还原焙烧—磁选，获得铁品位90%以上，磷含量低于0.1%，其他杂质含量符合炼钢原料标准的金属铁粉；高磷鲕状赤铁矿与还原剂、脱磷剂的混合比例为1：（0.15~0.3）：（0.15~0.25）。

2.如权利要求1所述的一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，其特征在于：将符合强度要求的含碳球团干球进行直接还原焙烧，还原焙烧温度范围为1150℃~1250℃，还原焙烧时间范围为20~60min。

3.如权利要求1所述的一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，其特征在于：所用还原剂的主要成分是煤，对煤种没有特殊要求；所用脱磷剂的主要成分为消石灰和碳酸钠，消石灰:碳酸钠=(4~6):1（质量比）；且作为脱磷剂的消石灰和碳酸钠在压球过程中同时起粘结剂的作用，因此压球过程无需另加粘结剂。

4.如权利要求1所述的一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，其特征在于：直接还原焙烧后的含碳球团采用磨矿－磁选法回收其中的金属铁；磨矿浓度范围为60%~70%，磨矿细度为-0.044mm占70%~90%，湿式弱磁选的磁场强度范围在80~110kA/m。

5.如权利要求1所述的一种用高磷鲕状赤铁矿含碳球团生产金属铁粉的工艺方法，其特征在于：用该工艺所得金属铁粉的铁含量大于90%，铁回收率为85%~95%，磷含量低于0.1%，其他杂质符合炼钢原料标准，可直接用于炼钢。