CN114134318A - 一种高磷铁矿石的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高磷铁矿石的处理方法，包括：将高磷铁矿石、还原剂、脱磷剂、粘结剂和水混合，得到混合物；将所述混合物进行压球，得到干球；将所述干球在回转窑中进行还原焙烧，得到焙烧矿；将所述焙烧矿破碎后进行磨矿和磁选，得到粉末还原铁。本发明提供的高磷铁矿石的处理方法以回转窑为主要焙烧设备，能够有效去除高磷铁矿石中的磷，同时生产铁品位高，磷含量低的粉末还原铁，整个工艺流程简便易行，经济价值高。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，尤其涉及一种高磷铁矿石的处理方法。
背景技术
随着世界钢铁工业的迅速发展，高品位铁矿资源逐渐减少，开发储量丰富的难处理铁矿石具有重要意义。高磷铁矿石就是这类难选铁矿石的典型代表之一。高磷铁矿石主要分布在美国、法国、英国、加拿大、阿尔及利亚、尼日利亚、哈萨克斯坦以及中国，总储量超过2×1010t。由于该类矿石的结构复杂，磷含量高，因此，采用物理选矿工艺方法只能得到磷含量较高的铁精矿，如果将该产品作为高炉炼铁的原料，在冶炼的过程中，几乎所有的磷会富集至铁水中，这种高磷铁水不能满足炼钢对原料磷含量的要求，因此，在炼钢工艺之前进行脱磷是实现高磷铁矿石有效利用的合理方式。
目前，对于高磷铁矿石利用的研究较多，对于其提铁降磷相关工艺的研究也颇为深入，但目前的研究多采用浮选、浮选-磁选联合、化学浸出、生物浸出等方法，这些方法虽然操作简单，但得到的铁精矿铁品位和回收率等都较低，去磷效果不佳，因此，研究一种高效、便捷、环境友好、工业上能应用的处理高磷铁矿石的方法极其重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高磷铁矿石的处理方法，本发明提供的处理方法能够获得性能较好的铁产品。
本发明提供了一种高磷铁矿石的处理方法，包括：
将高磷铁矿石、还原剂、脱磷剂、粘结剂和水混合，得到混合料；
将所述混合料进行压球，得到球团；
将所述球团进行干燥，得到干球团；
将所述干球团在回转窑中进行还原焙烧，得到焙烧矿；
将所述焙烧矿破碎后进行磨矿和磁选，得到粉末还原铁。
优选的，所述高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂的质量比为1：(0.20～0.23)：(0.12～0.16)；
所述粘结剂的质量为高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂总质量的3％～5％；
所述水的质量为高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂总质量的7％～8％。
优选的，所述干燥的温度为150～180℃；所述干燥的时间为100～120min。
优选的，所述焙烧的温度为1280～1300℃；所述焙烧的时间为150～180min。
优选的，所述焙烧过程中控制还原气氛，使回转窑尾气中O2的体积含量在1％以下，CO2的体积含量为15％～20％；CO的体积含量为1％～2％；将干球团加入到回转窑中进行还原。
优选的，所述高磷铁矿石的粒度＜6mm，所述高磷铁矿石中铁品位47％～58％，磷质量含量小于1.2％。
优选的，所述脱磷剂包括碳酸钙和碳酸钠。
优选的，所述粘结剂包括膨润土和淀粉。
优选的，所述回转窑的直径为3.5～4.8m，长度为60～70m。
优选的，所述焙烧完成后还包括：
将焙烧后的产物进行水淬冷却，得到焙烧矿。
本发明提供的高磷铁矿石的处理方法可进行工业应用，对于高磷铁矿石中磷的去除率高，获得的还原铁的铁品位和回收率均较高，能满足作为炼钢原料的要求，经济价值较大，适应性强，原矿铁品位和磷含量在一定范围内变化不影响还原效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高磷铁矿石的处理方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的高磷铁矿石的处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
图1和图2为本发明实施例提供的高磷铁矿石的处理方法的流程图，本发明提供了一种高磷铁矿石的处理方法，包括：
将高磷铁矿石、还原剂、脱磷剂、粘结剂和水混合，得到混合料；
将所述混合料进行压球，得到球团；
将所述球团进行干燥，得到干球团；
将所述干球团在回转窑中进行还原焙烧，得到焙烧矿；
将所述焙烧矿破碎后进行磨矿和磁选，得到粉末还原铁。
在本发明中，所述混合料的制备方法优选包括：
将高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂混合，得到混合物料；
将所述混合物料、粘结剂和水混合，得到混合料。
在本发明中，所述高磷铁矿石的粒度优选＜6mm，更优选为＜5mm，更优选为＜4mm，最优选为＜3mm；所述高磷铁矿石中的铁品位可以为47％～58％，可以为50％～55％，可以为52％～53％；所述高磷铁矿石中磷的质量含量可以＜1.2％，可以为0.1％～1％，可以为0.2％～0.8％，可以为0.3％～0.6％。
在本发明中，所述还原剂优选为煤。
在本发明中，所述还原剂的质量优选为高磷铁矿石质量的20％～23％，更优选为21％～22％；本发明中高磷铁矿石的品位越高，所需要添加的还原剂煤越多。
在本发明中，所述脱磷剂优选包括碳酸钙和碳酸钠；所述碳酸钙和碳酸钠的质量比优选为1：(0.09～0.13)，更优选为1：(0.10～0.12)，最优选为1：0.11。
在本发明中，所述高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂的质量比优选为1:(0.20～0.23)：(0.12～0.16)，更优选为1:(0.21～0.22)：(0.13～0.15)。
在本发明中，所述粘结剂优选包括膨润土和淀粉；所述膨润土和淀粉的质量比优选为(2～6)：1，更优选为(3～5)：1，最优选为4：1。
在本发明中，所述粘结剂的质量优选为混合物料质量的3％～5％，更优选为3.5％～4.5％，最优选为4％；所述水的质量优选为混合物料质量的7％～8％，更优选为7.5％。
在本发明中，所述压球优选在压球机上进行。
在本发明中，所述干燥优选为烘干，优选在链篦机中进行所述干燥；所述干燥的温度优选为150～180℃，更优选为160～170℃，最优选为165℃；所述干燥的时间优选为100～120min，更优选为105～115min，最优选为110min。
在本发明中，所述焙烧的温度优选为1280～1300℃，更优选为1285～1295℃，最优选为1290℃；所述焙烧的时间优选为150～180min，更优选为160～170min，最优选为165min。
在本发明中，所述焙烧过程中优选控制还原气氛，使回转窑尾气中O2的体积含量优选在1％以下，本发明中回转窑尾气中O2的体积含量越低效果越好；CO2的体积含量优选为15％～20％，更优选为16％～18％，最优选为17％；CO体积含量优选为1％～2％，更优选为1.2～1.8％，更优选为1.4～1.6％，最优选为1.5％；所述焙烧过程中优选将干球团在回转窑中进行还原焙烧。
本发明优选通过控制干球团在回转窑内部的温度、气氛和停留时间对所述干球团进行还原焙烧。
在本发明中，所述还原焙烧完成后优选将得到的产物进行冷却，得到焙烧矿；所述冷却的方法优选为水淬冷却。
在本发明中，所述破碎粒度优选为破碎至-3mm。
在本发明中，所述磨矿和磁选优选为两段磨矿和两段磁选；所述磨矿优选包括一段磨矿和二段磨矿；所述磁选优选包括一段磁选和二段磁选；优选依次进行一段磨矿、一段磁选、二段磨矿和二段磁选。
在本发明中，所述一段磨矿优选磨矿至-0.074mm不低于55％，一段磁选的磁场强度优选为1400～1500奥斯特，更优选为1420～1480奥斯特，最优选为1440～1460奥斯特；所述二段磨矿优选磨矿至-0.074mm不低于80％，所述二段磁选磁场强度优选为1150～1250奥斯特，更优选为1180～1220奥斯特，最优选为1200奥斯特。
在本发明中，所述磁选完成后优选将得到的磁选物料进行过滤和干燥脱水，得到粉末还原铁；所述干燥脱水的方法优选为烘干脱水。
在本发明中，得到粉末还原铁后优选还包括：
将所述粉末还原铁进行压块，得到块状还原铁。
在本发明中，所述压块优选在压块机上进行。
在本发明中，所述压块机优选为800t压力机。
本发明提供的高磷铁矿石的处理方法可进行工业应用，对于高磷铁矿石中磷的去除率高，获得的还原铁的铁品位和回收率均较高，能满足作为炼钢原料的要求，经济价值较大，适应性强，原矿铁品位和磷含量在一定范围内变化不影响还原效果。
实施例1
高磷铁矿石粒度-6mm，铁品位55.81％，磷含量0.72％，加入高磷铁矿石质量的20wt％的煤为还原剂，高磷铁矿石质量的12％wt％的脱磷剂(质量比为1:0.09的碳酸钙和碳酸钠)混合均匀，得到混合物料；再加入占混合物料质量3％的膨润土和淀粉的混匀物(质量比为4:1)为粘结剂，再加入占混合物料质量7％的水，混合均后在压球机上压制成球，得到混合球团；将混合球团在150℃下烘干120min；当回转窑温度达到1280℃时，将混合球团连续给入回转窑，在回转窑内停留时间为180min，控制回转窑尾气中O2含量为0.9％，CO2的含量在20％，CO的含量在1.0％，回转窑排出料直接进入水池中冷却得到焙烧矿。
焙烧矿用颚式破碎机到-3mm，经过两段磨矿-磁选(依次进行一段磨矿、一段磁选、二段磨矿、二段磁选)后，得到粉末还原铁，其中，一段磨矿至-200目占55％，一段磁选磁场强度为1400奥斯特；二段磨矿至-200目占80％，二段磁选磁场强度为1200奥斯特，磁选产品过滤烘干后得到粉末还原铁；将粉末还原铁在800t压力机上压块，得到块状还原铁。
按照GB/T 6730.5-2007《铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原法》标准检测还原铁的品味，采用可见分光光度计检测还原铁中的磷含量，铁的回收率根据粉末还原铁的铁品位和产率计算。
检测结果为，本发明实施例1制备的块状还原铁的铁品位90.55％，磷含量0.08％，铁回收率85.99％。
实施例2
高磷铁矿石粒度-3mm，铁品位47.89％，磷含量0.6％，加入高磷铁矿石质量21wt％的煤为还原剂，高磷铁矿石质量14％wt％的脱磷剂(质量比为1：0.12的碳酸钙和碳酸钠)混合均匀，得到混合物料；再加入占混合物料质量5％的膨润土和淀粉的混匀物(质量比为4:1)为粘结剂，再加入占混合物料质量8％的水，混合均后在压球机上压制成球，得到混合球团；将混合球团在165℃下烘干110min；当回转窑温度达到1300℃时，将混合球团连续给入回转窑，在回转窑内停留时间为165min，控制回转窑尾气中O2含量为0.2％，CO2的含量在15％，CO的含量在2.0％，回转窑排出料直接进入水池中冷却得到焙烧矿。
焙烧矿用颚式破碎机到-3mm，经过两段磨矿-磁选(依次进行一段磨矿、一段磁选、二段磨矿、二段磁选)后，得到粉末还原铁，其中，一段磨矿至-0.074mm占58％，一段磁选磁场强度为1450奥斯特；二段磨矿至-0.074mm占82％，二段磁选磁场强度为1200奥斯特，磁选产品过滤烘干后得到粉末还原铁；将粉末还原铁在800t压力机上压块，得到块状还原铁。
按照实施例1的方法检测本发明实施例2制备的还原铁品味、磷含量以及铁回收率，检测结果为，本发明实施例1制备的块状还原铁的铁品位90.25％，铁回收率85.76％，磷含量0.07％，铁回收率85.23％。
实施例3
高磷铁矿石粒度-3mm，铁品位57.81％，磷含量1.2％，加入高磷铁矿石质量23wt％的煤还原剂，高磷铁矿石质量16wt％的脱磷剂(质量比为1:0.11的碳酸钙和碳酸钠)混合均匀，得到混合物料；再加入占混合物料质量6％的膨润土和淀粉的混匀物(质量比为4:1)为粘结剂，再加入占混合物料质量8％的水，混合均后在压球机上压制成球，得到混合球团；将混合球团在180℃下烘干120min；当回转窑温度达到1290℃时，将混合球团连续给入回转窑，在回转窑内停留时间为170min，控制回转窑尾气中O2含量为0.5％，CO2的含量在21％，CO的含量在1.3％，回转窑排出料直接进入水池中冷却得到焙烧矿。
焙烧矿用颚式破碎机到-3mm，经过两段磨矿-磁选(依次进行一段磨矿、一段磁选、二段磨矿、二段磁选)后，得到粉末还原铁，其中，一段磨矿至-0.074mm占60％，一段磁选磁场强度为1200奥斯特；二段磨矿至-0.074mm占85％，二段磁选磁场强度为1400奥斯特，磁选产品过滤烘干后得到粉末还原铁；将粉末还原铁在800t压力机上压块，得到块状还原铁。
按照实施例1的方法对本发明实施例3制备的还原铁的品味、磷含量以及铁收率进行检测；检测结果为，本发明实施例3制备的块状还原铁的铁品位91.55％，磷含量0.07％，铁回收率86.89％。
本发明提供的高磷铁矿石的处理方法可进行工业应用，对于高磷铁矿石中磷的去除率高，获得的还原铁的铁品位和回收率均较高，能满足作为炼钢原料的要求，经济价值较大，适应性强，原矿铁品位和磷含量在一定范围内变化不影响还原效果。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高磷铁矿石的处理方法，包括：
将高磷铁矿石、还原剂、脱磷剂、粘结剂和水混合，得到混合料；
将所述混合料进行压球，得到球团；
将所述球团进行干燥，得到干球团；
将所述干球团在回转窑中进行还原焙烧，得到焙烧矿；
将所述焙烧矿破碎后进行磨矿和磁选，得到粉末还原铁。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂的质量比为1:(0.20～0.23)：(0.12～0.16)；
所述粘结剂的质量为高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂总质量的3％～5％；
所述水的质量为高磷铁矿石、还原剂和脱磷剂总质量的7％～8％。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述干燥的温度为150～180℃；所述干燥的时间为100～120min。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述焙烧的温度为1280～1300℃；所述焙烧的时间为150～180min。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述焙烧过程中控制还原气氛，使回转窑尾气中O2的体积含量在1％以下，CO2的体积含量为15％～20％；CO的体积含量为1～2％；将干球团加入到回转窑中进行还原。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述高磷铁矿石的粒度＜6mm，所述高磷铁矿石中铁品位47％～58％，磷质量含量小于1.2％。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述脱磷剂包括碳酸钙和碳酸钠。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述粘结剂包括膨润土和淀粉。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回转窑的直径为3.5～4.8m，长度为60～70m。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧完成后还包括：
将焙烧后的产物进行水淬冷却，得到焙烧矿。
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