CN103146912A - 一种利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂经筛分、混匀后，造球团，在高温弱还原气氛下通入弱氧化性气体进行硫化挥发，固相球团物料经高温烧结制得合格炼铁球团，过程中产生烟气经冷却后进行湿法收尘处理实现对其中锡的回收。本发明采用高温弱还原气氛高铁低锡精矿制球团硫化挥发的方法脱除物料中锡组分，相对于氯化挥发法，过程中不产生对设备有强烈腐蚀性气体，且脱锡效果明显，同时通过高温弱还原气氛硫化挥发能获得合格的炼铁球团矿，有较好的工业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，属于资源综合回收利用技术领域。
背景技术
自2004年中国参加铁矿石价格谈判以来，国际铁矿石价格已连续7年上涨，国内钢铁业用巨大的能源和资源以及环境代价换来的利润正在因成本的上涨而被步步蚕食。中国是全球最大铁矿石进口国和最大钢铁出口国，但与钢铁成本息息相关的铁矿石价格还是被世界矿业巨头牵着鼻子走，我国铁矿石资源进口依存度常年维持在60%以上，其中2009年达69%，2010年为63%。但对铁矿石却没有定价权，自2004年以来国际铁矿石价格增长迅速，直接导致炼铁成本剧增，钢铁产业利润空间减小，严重影响了中国钢铁产业的发展。
国内钢铁行业面对如此严峻形势，要摆脱受制于铁矿石价格上涨给企业带来的生产被动局面，必须采取有效的应对措施。而实现对高铁低锡矿中铁资源的高效利用，无疑对缓冲铁矿石资源和价格压力有较为重要的意义。
锡铁矿若不经脱锡处理直接进行高炉炼铁，其中锡组分先于铁被还原，并在高炉内循环富集，严重影响高炉顺行和热制度稳定，渗入炉衬的锡蒸汽在炉衬内冷凝下来，造成高炉炉缸炉底砖衬上涨，风口大套上翘开裂、中套上翘变形、炉皮开裂、炉缸水温差上升等一系列后果，严重危害高炉寿命，因此高铁低锡矿必须进行脱锡预处理。
目前富锡渣或锡中矿锡资源回收的方法主要有二种：
第一，氯化挥发法，其基本思路是将物料中的目标元素以其氯化物的形式全部烟化挥发出来，然后对烟尘进行分步处理，达到固体物料分离和有价金属富集回收的目的，但此工艺中由于Cl2的产生，对冶炼设备腐蚀严重，不利于该工艺的工业化推广引用；
第二，硫化挥发法，其基本思路是向物料中加入硫化剂并用燃料和空气混合物燃烧吹炼，使目标元素形成对应硫化物而挥发的过程。一般硫化剂用黄铁矿（FeS2），燃料用粉煤或油，在弱还原气氛、高温和剧烈搅拌条件下吹炼，以加速化学反应和挥发作用。
目前，对高铁低锡矿中杂质元素锡的脱除，尚没有相关研究和技术。
发明内容
本发明充分利用硫化亚锡、氧化亚锡在弱还原气氛下易于挥发的特点，解决高铁低锡矿高炉炼铁工艺中锡对高炉的危害，提供一种高温弱还原气氛下高铁低锡精矿制球团硫化挥发制得合格炼铁球团并回收其中锡的方法。
本发明所处理的高铁低锡矿中锡含量约为0.7%左右，通过下列技术方案实现：一种利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，经过下列各步骤：
（1）将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂分别经筛分后，在高铁低锡精矿中按高铁低锡精矿质量的4～10%加入煤粉、按高铁低锡精矿质量的6～15%加入硫化剂、按高铁低锡精矿质量的4～12%加入粘结剂，然后混匀后加水造球团；
（2）将步骤（1）所得球团置于950～1150℃下，并以流量为0.3～1.0L/min通入弱氧化性气体进行硫化挥发及还原铁40～80min；
（3）将步骤（2）硫化挥发过程产出的高温含尘烟气经常规冷却、收尘处理回收其中锡资源，剩余物料即为合格炼铁球团。
所述步骤（1）的筛分是将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂筛分至粒度为200目以下的不少于70%，以造出性能良好的球团矿。
所述步骤（1）的硫化剂为FeS2、FeS、硫磺中的一种或多种。
所述步骤（1）的粘结剂为消石灰、石灰石、膨润土中的一种或多种。
所述步骤（1）的加水造球团是加入高铁低锡精矿质量的3～8%的水进行造球团。
所述步骤（2）的弱氧化性气体为空气、二氧化碳、一氧化碳、氮气中的一种或几种。
所述步骤（3）的锡资源为二氧化锡，可作为锡冶炼原料。
经过上述各步骤，高铁低锡矿除锡效果较为明显，除锡是在步骤（2）中完成的，过程中发生的主要反应为：
FeS2→FeS+1/2 S2 （1）；
SnO+FeS=FeO+SnS↑ （2）；
2SnO+3/2 S2=2SnS↑+SO2↑ （3）；
Sn+1/2 S2=SnS↑ （4）；
本发明采用硫化挥发法对高铁低锡矿进行处理，将原矿中锡组分转化为SnS、SnO挥发出系统，并对其进行回收。一方面有效降低了精矿锡含量，达到高炉炼铁冶炼要求，另一方面实现了高铁低锡矿中锡资源的有效回收。本发明对高铁低锡矿资源的高效综合利用意义重大。
本发明充分利用高温弱还原气氛下硫化亚锡、氧化亚锡易挥发的特点，将高铁低锡精矿球团经硫化挥发后制得合格炼铁球团矿，本发明具备的有益效果和优点是：
（1）采用高温弱还原气氛下高铁低锡精矿制球团硫化挥发制得合格炼铁球团并回收其中锡的方法，相对于氯化烟化法不产生对设备有强烈腐蚀性气体；
（2）采用高温弱还原气氛下高铁低锡精矿制球团硫化挥发制得合格炼铁球团并回收其中锡的方法进行脱锡，脱锡效果明显；
（3）采用高温弱还原气氛下高铁低锡精矿制球团硫化挥发制得合格炼铁球团并回收其中锡的方法，经硫化焙烧后，能获得合格炼铁球团。
具体实施方式
下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
（1）将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂分别经筛分至粒度为200目以下的不少于70%，以造出性能良好的球团矿，在高铁低锡精矿中按高铁低锡精矿质量的4%加入煤粉、按高铁低锡精矿质量的6%加入FeS2、按高铁低锡精矿质量的6%加入消石灰，然后混匀后加入高铁低锡精矿质量的3%的水进行造球团；
（2）将步骤（1）所得球团置于1000℃下，并以流量为0.4L/min通入空气和氮气进行硫化挥发及还原铁40min；
（3）将步骤（2）硫化挥发过程产出的高温含尘烟气经常规冷却、收尘处理回收其中锡资源，剩余物料即为合格炼铁球团，锡资源为二氧化锡，可作为锡冶炼原料。
经分析检测，高铁低锡精矿球团中锡降至0.1%，球团抗压强度达2150N/个，达到炼铁球团标准，且锡回收率到78%。
实施例2
（1）将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂分别经筛分至粒度为200目以下的不少于70%，以造出性能良好的球团矿，在高铁低锡精矿中按高铁低锡精矿质量的6%加入煤粉、按高铁低锡精矿质量的8%加入FeS和硫磺、按高铁低锡精矿质量的4%加入膨润土，然后混匀后加入高铁低锡精矿质量的5%的水进行造球团；
（2）将步骤（1）所得球团置于1150℃下，并以流量为0.3L/min通入二氧化碳、一氧化碳和氮气进行硫化挥发及还原铁50min；
（3）将步骤（2）硫化挥发过程产出的高温含尘烟气经常规冷却、收尘处理回收其中锡资源，剩余物料即为合格炼铁球团，锡资源为二氧化锡，可作为锡冶炼原料。
经分析检测，高铁低锡精矿球团中的锡降至0.09%，球团抗压强度达2250N/个，达到炼铁球团标准，锡回收率到83%。
实施例3
（1）将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂分别经筛分至粒度为200目以下的不少于70%，以造出性能良好的球团矿，在高铁低锡精矿中按高铁低锡精矿质量的10%加入煤粉、按高铁低锡精矿质量的15%加入FeS2和硫磺、按高铁低锡精矿质量的12%加入石灰石，然后混匀后加入高铁低锡精矿质量的8%的水进行造球团；
（2）将步骤（1）所得球团置于950℃下，并以流量为1.0L/min通入二氧化碳进行硫化挥发及还原铁80min；
（3）将步骤（2）硫化挥发过程产出的高温含尘烟气经常规冷却、收尘处理回收其中锡资源，剩余物料即为合格炼铁球团，锡资源为二氧化锡，可作为锡冶炼原料。
经分析检测，高铁低锡球团精矿中的锡降至0.06%，球团抗压强度达2450N/个，达到炼铁球团标准，锡回收率到86%。
Claims (7)
1.一种利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂分别经筛分后，按高铁低锡精矿质量的4～10%加入煤粉、按高铁低锡精矿质量的6～15%加入硫化剂、按高铁低锡精矿质量的4～12%加入粘结剂，然后混匀后加水造球团；
（2）将步骤（1）所得球团置于950～1150℃下，并以流量为0.3～1.0L/min通入弱氧化性气体进行硫化挥发及还原铁40～80min；
（3）将步骤（2）硫化挥发过程产出的高温含尘烟气经常规冷却、收尘处理回收其中锡资源，剩余物料即为合格炼铁球团。
2.根据权利要求1所述的利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于：所述步骤（1）的筛分是将高铁低锡精矿、煤粉、硫化剂、粘结剂筛分至粒度为200目以下的不少于70%。
3.根据权利要求1所述的利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于：所述步骤（1）的硫化剂为FeS2、FeS、硫磺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于：所述步骤（1）的粘结剂为消石灰、石灰石、膨润土中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于：所述步骤（1）的加水造球团是加入高铁低锡精矿质量的3～8%的水进行造球团。
6.根据权利要求1所述的利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于：所述步骤（2）的弱氧化性气体为空气、二氧化碳、一氧化碳、氮气中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的利用高铁低锡精矿制取合格炼铁球团并综合回收锡的方法，其特征在于：所述步骤（3）的锡资源为二氧化锡。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130612 |