CN114606379B - 一种高磷铁矿的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高磷铁矿的冶炼方法，特别涉及一种从高磷铁矿资源中实现磷铁同步富集的冶炼方法。本发明首创了通过磷铁同步富集于铁精矿中，然后高炉还原(非降低磷含量)+转炉热渣脱磷的工艺，首次实现了直接利用高磷铁矿为原料在制备合格钢铁的同时，实现P在渣中的有效富集，并避免了产生大规模钢渣的现象。本发明将高磷铁矿进行初步还原，得到富磷铁精矿；还原时控制还原温度为1150℃‑1400℃；然后将所得富磷铁精矿加入到高炉中进行冶炼得到高磷铁水和高炉冶炼渣；高磷铁水加入到转炉中冶炼，得到磷含量小于等于0.0095wt％的合格钢水和转炉渣。本发明工艺设计合理；实现了磷、铁的高效回收与利用，尤其是在确保铁高质量高效率的回收的同时，在产渣较少的情况下极大的提升了磷的回收率。

Description

一种高磷铁矿的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种高磷铁矿的冶炼方法，特别涉及一种从高磷铁矿资源中实现磷铁同步富集的冶炼方法。
背景技术
近年来，随着我国钢铁工业的高速发展，粗钢产量不断攀升，已跃居世界第一位，钢铁工业持续高速的增长对上游铁矿石原料的需求量越来越大。目前我国对铁矿石的对外依存度超过80％，进口铁矿石价格的大幅攀升，严重制约中国钢铁工业的发展。针对钢材内需，建立就地取材，挖掘开发我国现有低品位铁矿石资源，成为重要的战略选项。国内储量巨大且分布较为集中，价格低廉、尚未得到利用的高磷铁矿石资源越来越受到关注。
在钢铁世界网中有关于目前冶炼工艺对铁矿石的若干要求(https://news.lcgt.cn/news-detail-296757.html)，其中，关于高炉炼铁用铁矿石的标准为：酸性转炉炼钢生铁矿石P≤0.03％，碱性平炉炼钢生铁矿石P≤0.03％～0.18％；普通铸造生铁矿石P≤0.05％～0.15％，高磷铸造生铁矿石P≤0.15％～0.6％。
在中国南部地区，蕴藏着大量尚待开发的高磷铁矿石资源，如分布于湖北、湖南、贵州、江西、广西及云南等省的“宁乡式”高磷鲕状赤铁矿，埋藏浅易开采，已探明储藏量超30亿吨，特别是存在磷含量较高的原矿(平均磷含量0.8％)，拥有广拓的开发前景，但由于鲕状赤铁矿嵌布粒度极细且不均匀，常与菱铁矿、鲕绿泥石和含磷矿物共生或相互包裹，采用物理方法很难实现磷、铁分离，属于难选矿石。虽然从上世纪50年代末就开始了大量调研和研究，至今仍未形成有市场竞争力的可实用化工艺。
目前，国内有很多成熟的工艺来处理矿物组分相对简单，有害杂质含量较低的赤铁矿，若采用这些工艺处理高磷鲕状赤铁矿时，其产品质量难达到生产的要求，不能充分利用此类矿产资源。针对高磷鲕状赤铁矿这一难选矿石，国内外研究者主要采用反浮选、选择性聚团—反浮选、重选、高梯度磁选、化学浸出与生物浸出等方法，但这些方法不能有效提高精矿铁品位和得到较好的分选效果，大多存在着所的铁精矿铁品位及回收率低、杂质高，工艺流程长，成分高等问题，并不适合作为高磷鲕状赤铁矿开发的实用化工艺。目前对于高磷鲕状赤铁矿提铁降杂工艺中效果较好的是还原焙烧-磁选工艺，但是由于还原温度高，过高的能耗限制了此工艺的工业化进程。
专利《高磷高硅铁矿高温快速还原焙烧同步脱磷提铁的方法》(申请号：200910094601.2)提出的使用回转窑还原焙烧，后经破碎、两段球磨，三段磁选获得低磷富铁精粉，从而达到同步提铁脱磷的目的。但由于含铁矿相中的磷不易被还原、还原生成的金属铁会吸收部分被还原的磷、局部细小磷灰石颗粒难被还原，造成脱磷效率低。此外，此系统仅是在传统的提铁脱磷基础上对高磷高硅铁矿的快速还原，并未考虑高磷铁矿石资源的开发成本问题，无法实现提升高磷铁矿中磷资源价值。专利《以高磷铁矿为原料冶炼钢水的工艺》(申请号：202010906714.4)提出高磷铁矿作为炼钢原料的工艺，使用两个电炉完成，其中在一个电炉内完成还原熔分和脱磷，另一个电炉内完成脱碳任务，实现铁和磷的分离，获得合格钢水。
为了突破高磷铁矿多年来选矿成本高，利用难的“瓶颈”，推动国内高磷铁矿石资源的合理高效的利用，并为我国在储量丰富但难处理的高磷铁矿资源利用领域提供新的战略技术支撑，特提出此发明。
发明内容
本发明为开发利用国内高磷铁矿资源，解决现有高磷铁矿石因开发成本高而无法实现工业化利用的问题，本发明采用磷铁同步富集、分别资源化方法，充分提升高磷铁矿的资源价值以降低开发成本，提供了一种高磷铁矿的冶炼方法。
本发明的设计思路为利用铁氧化物在800℃以上可以被迅速还原为金属铁，而磷灰石的还原温度较高，若利用矿石中含量较多的脉石成分如SiO2和Al2O3可大幅度降低磷灰石的还原温度，同时利用SiO2固定磷灰石还原后产生的CaO，生成不与磷反应的CaSiO3，提升磷在含铁相中的富集率。又因为Fe、P原子具有较强的亲和力，还原生成的气态物质P2或P4，易于与还原生成的金属铁化合生成FexP，再经磁选后实现磷铁同步富集于富磷铁精矿中。而残留的脉石和少量的CaSiO3可用作其他冶炼环节的添加料或作为无污染尾矿处理。另一方面，在转炉冶炼过程中，若利用热渣热量和热渣中的低熔点物质如Al2O3、CaF2和Na2O等来提高炉渣流动性，可达到快速化渣和提高脱磷效率，在使铁水磷含量降低至现行工业水准的同时，也实现在少量用渣的情况下实现高效脱磷并实现磷的富集。从而利用高磷铁矿中磷、铁资源的同步资源化，突破传统“提铁降磷”处理方式的成本“瓶颈”。
本发明主要通过以下技术方案实现：
步骤一
将高磷铁矿进行初步还原，得到富磷铁精矿；所述高磷铁矿的磷含量大于等于0.5wt％；所述富磷铁精矿中磷的含量大于等于1.5wt％，作为优选，所述富磷铁精矿中磷的含量为高磷铁矿中磷含量的3.0-6.0倍；还原时控制还原温度为1150℃-1400℃；
步骤二
将步骤一所得富磷铁精矿加入到高炉中进行冶炼得到高磷铁水和高炉冶炼渣；高磷铁水加入到转炉中冶炼，得到磷含量小于等于0.0095wt％的钢水和转炉渣；
高磷铁水中磷含量为0.4-1.7％，优选为0.7-1.5％；铁含量为87.5-93.7％，优选为89.7-92.6％；
高炉冶炼渣中磷含量为0.005-0.02％，优选为0.007-0.01％；
转炉渣中磷含量为6.5-12.5％，优选为7.3-11.5％；
转炉渣冶炼时，所用冶炼渣为热渣，热渣由脱碳热渣、精炼热渣和使用后的保护渣组成，以质量百分比计，所述热渣中，脱碳热渣占30-35％，精炼热渣占35-45％，使用后的保护渣占20-35％。采用本发明所设计的热渣可实现在少量用渣的情况下实现高效脱磷并实现磷的富集。
本发明利用热渣热量和热渣中的低熔点物质如Al2O3、CaF2和Na2O等来提高炉渣流动性，以达到快速化渣和提高脱磷效率的目的。
所述脱碳热渣以质量百分比计包括下述组分：
TFe 12.1-26.9％、FeO9.7-20.7％、CaO35.5-49.5％、SiO210.3-17.5％、Al2O31.4-5.5％、MgO8.3-12.5％、P2O51.6-3.5％、MnO1.6-5.9％。在本发明中TFe表示全铁。
所述精炼热渣以质量百分比计包括下述组分：
Fe2O3 0.1-1.0％、CaO40.8-65.3％、SiO212.35-20.3％、Al2O312.5-25.2％、MgO6.5-9.8％、CaF24.2-12.5％。
所述使用后的保护渣以质量百分比计包括下述组分：
CaO35.5-50.7％、SiO230.5-39.7％、Al2O32.6-8.8％、MgO3.8-9.5％、MnO0-3.5％、CaF24.2-9.6％、Na2O3.6-5.2％。
作为优选方案，一种高磷铁矿的冶炼方法；步骤一中富磷铁精矿通过下述方案得到：
高磷铁矿经破碎、磨矿至粒度小于0.074mm占整个铁矿质量百分比的70％及以上、优选为70％-90％，得到备用原矿，然后按备用原矿与还原剂的质量比10:1-5:1配取备用原矿和还原剂，混料后进行还原，还原后，进行破碎和磨细处理使粒度小于0.074mm占整个铁矿质量百分比的65％及以上、优选为65％-95％；最后经磁选得到富磷铁精矿；还原时控制还原温度为1150℃-1400℃、还原时间为60min-120min。在本发明中，该步骤没有额外引入碱或其它添加剂，其目的在于要尽可能的实现磷、铁在富磷铁精矿中富集。
作为进一步的优选方案；混料后进行还原，还原时控制还原温度为1200℃-1400℃。
作为更进一步的优选方案；混料后进行还原，还原时控制还原温度为1250℃-1350℃。
在本发明中，混料后进行还原，还原的温度关系到后续磷的回收率以及铁的回收率。
本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，所述高磷铁矿为高磷鲕状赤铁矿或含有高磷鲕状赤铁矿的混合铁矿。所述混合铁矿是指：按照一定比例，将高磷鲕状赤铁矿与其他铁矿混合所得的混合铁矿。
作为优选方案，一种高磷铁矿的冶炼方法；还原剂选自碳粉、石墨、焦炭、活性炭、褐煤、烟煤、无烟煤、木炭中的至少一种。
在本发明中，经步骤一中的还原处理后，铁的金属化率达到85.8％-93.5％，实现75.0％-95.0％的磷进入铁相中(主要为金属铁)。
在本发明中，经步骤一中的还原处理后，经强度为60.0kA/m-85.0kA/m，磁选时间5min-10min的磁选，得到含磷0.7wt％-3.0wt％的铁精矿。磁选尾矿另做处理。
本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，富磷铁精矿经磨细处理至-0.045mm占80.0-90.0％，再经球团后送入高炉中冶炼。所述富磷铁精矿的球团制备方法可以按照本领域常规的方法进行，制备过程包括：配料、混匀、造球、生球干燥、预热、焙烧、均热和冷却等，在高磷铁矿中加入石灰，使二元碱度R为0.3-1.2，充分混匀，然后加入分别占富磷铁精矿质量0.8％-1.4％和7.0-10.0％的粘结剂和水，在圆盘造球机中制备生球，造好的生球经过人工筛分，将10.0-16.0mm的生球作为合格生球，其中成品球的制备在带式焙烧机中进行，料层高度可在0-350mm之间调整。上述过程的温度、风速皆可调节。成品球强度的抗压强度为2592-3646N/个，ISO转鼓强度为95-97％，满足高炉入炉要求。
本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，生球干燥包括鼓风干燥和/或抽风干燥；干燥后经过渡预热进入预热环节，预热后经焙烧、均热处理得到成品球。上述工艺的工艺参数见表1.
表1成品球的工艺参数
本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，高炉冶炼时，向高炉中鼓入空气或富氧气体，优选情况下，在25-30体积％富氧状态下进行冶炼，并向高炉内鼓入热风，控制热风温度为1100-1350℃，热风压力为335-360kPa，热风风速为200-230m/s。本发明高炉冶炼的目的将富磷铁精矿的球团经高炉还原后获得高磷铁水。
作为优选方案；本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，转炉冶炼时，所述热渣中，脱碳热渣占33-35％，精炼热渣占37-45％，使用后的保护渣占20-30％。
作为进一步的优选方案，本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，转炉冶炼时，所述热渣中，脱碳热渣占33-33.5％，精炼热渣占37-37.5％，使用后的保护渣占29-30％。
本发明一种高磷铁矿的冶炼方法，转炉冶炼时，终点控制工序钢水磷含量≤0.0095％，钢水温度为1590-1680℃。
本发明针对顶底复吹转炉，上一炉冶炼结束后，终渣留渣量控制在30-70kg/t钢，同时加入废钢和热渣，后兑入铁水，热渣加入量控制25-35kg/t钢，使用3.3-3.5m3/(min·t)的供氧强度和低枪位进行吹氧冶炼以加强搅拌，底部供气强度0.08-0.2m3/(min·t)；随后，加入4-8kg/t钢的石灰，并提高枪位促进化渣；对于中、后期吹氧控制，若冶炼过程出现或将要出现返干，则降低供氧强度至3.0-3.3m3/(min·t)，底部供气强度0.1-0.3m3/(min·t)；吹炼至后期，碳氧反应减弱，将枪位降至搅拌枪位，保证搅拌强度和脱碳速度，底部供气强度0.2-0.4m3/(min·t)。根据钢液温度，加入15.0-35.0wt％废钢或氧化铁皮控制终渣温度在1550-1680℃，终渣碱度控制在3.5-4.5，渣中T.Fe控制在10.0-20.0％。
在本发明中，转炉渣中磷的含量远远大于现有技术转炉渣中磷的含量。同时本发明转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)大于等于70.0％。铁的回收率大于等于85.0％。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
本发明首创了通过磷铁同步富集于铁精矿中，然后高炉还原(非降低磷含量)+转炉热渣脱磷的工艺，首次实现了直接利用高磷铁矿为原料在制备合格钢铁的同时，实现P在渣中的有效富集(所得高磷钢渣可以资源化应用)，并避免了产生大规模钢渣的现象。
本发明一改传统“提铁降磷”的高磷铁矿处理方式，而以磷-铁的资源价值转化为中心，将磷铁同步富集于磁选后的铁精矿，后经“高炉还原—转炉脱磷”工序，将磷浓缩为回收价值较高的高磷钢渣。本发明利用高磷铁矿中磷、铁资源的同步资源化，突破传统“提铁降磷”处理方式的成本“瓶颈”。
1.本发明充分利用我国储量丰富，但仍未大规模开发的高磷铁矿石，开发低成本高磷铁矿的冶炼技术，对于我国钢铁工业的发展、乃至国家资源安全，意义重大。
2.本发明涉及的高磷铁矿石原料价格低廉，将磷浓缩为回收价值较高的高磷钢渣，整体处理工艺简单，工业实施容易且成本优势明显，工业应用前景广泛。
3.针对转炉冶炼，传统“提铁降磷”的高磷铁矿处理方式很难把磷含量降下来，合格钢水产出率低，且处理成本较高，而使用热渣进行脱磷处理，可把转炉中磷含量降低至合格水平。
4.热渣由脱碳热渣、精炼热渣和使用后的保护渣组成，将这些热渣循环利用起来，满足
“中国制造2025”绿色冶金的战略发展需求符合绿色发展理念。
附图说明
图1为本发明的高磷铁矿综合利用新工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参看图1，本发明中主要包括富磷铁精矿制备工艺和高磷铁水脱磷工艺，高磷铁矿石经破碎、磨细后在回转窑或转底炉中添加还原剂进行还原，后经磁选将磷铁同步富集于精矿，后经“高炉还原—转炉脱磷”工序，可获得洁净的钢水和高磷钢渣。实施例与对比例效果见表2。
表2实施例与对比例效果
注：*ηP/％表示转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)。
为更好地说明本发明，以下选择实例对本发明进行进一步说明。
实施例1：
原矿为鄂西地区铁品位44.20％，含磷1.23％的高磷鲕状赤铁矿，磷以磷灰石的形式存在，具体操作如下：原矿进行预先破碎、磨矿至粒度小于0.074mm占质量百分比为75.6％的鲕状赤铁矿中，混匀干燥后配加13.0wt％碳粉进行还原焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为60min，冷却后经破碎、磨矿至小于0.074mm占质量百分比为80％，在65.0kA/m的磁场强度下磁选8min，得到铁品位93.5％、磷含量2.8％的富磷铁精矿，矿石中90.5％的磷富集至含铁矿相(主要是金属铁)。富磷铁精矿经磨细处理至-0.045mm占85.7％，添加石灰，调整高二元碱度R为0.5，充分混匀，然后加入分别占富磷铁精矿质量1.0％和7.8％的粘结剂和水，在圆盘造球机中制备生球，造好的生球经过人工筛分，将10.0-16.0mm的生球作为合格生球，其中成品球在带式焙烧机上制备，工艺参数见表3。成品球强度的抗压强度均到达2600N/个，ISO转鼓强度均达到95.5％，满足高炉入炉要求。
表3带式焙烧机的工艺参数
高炉冶炼时，向高炉中鼓入26.0体积％富氧气体，并向高炉内鼓入热风，控制热风温度为1150℃，热风压力为340kPa，热风风速为210m/s。
高磷铁水经使用顶底复吹转炉冶炼时，上一炉冶炼结束后，终渣留渣量控制在50kg/t钢，同时加入废钢和热渣，后兑入铁水，热渣加入量控制30kg/t钢，其中1000℃左右的脱碳热渣占30％，脱碳热渣成分：TFe17.0％、FeO13.2％、CaO38.5％、SiO212.5％、Al2O32.7％、MgO8.8％、P2O52.2％、MnO2.6％。，其中1000℃左右的精炼热渣占35％，精炼热渣成分：Fe2O3 0.3％、CaO52.5％、SiO218.9％、Al2O315.9％、MgO7.5％、CaF24.9％。其中1000℃左右使用后的保护渣占35％，使用后的保护渣成分：CaO42.5％、SiO237.7％、Al2O33.5％、MgO5.5、MnO0.8％、CaF25.6％、Na2O4.4％。
使用3.3m3/(min·t)的供氧强度和低枪位进行吹氧冶炼以加强搅拌，底部供气强度0.09m3/(min·t)；随后，加入6kg/t钢的石灰，并提高枪位促进化渣；对于中、后期降低供氧强度至3.0m3/(min·t)，底部供气强度0.1m3/(min·t)；吹炼至后期，碳氧反应减弱，将枪位降至搅拌枪位，保证搅拌强度和脱碳速度，底部供气强度为0.2m3/(min·t)。根据钢液温度，加入20.0％废钢，终渣温度在1610℃，终渣碱度为3.7，渣中T.Fe为12.6％。最终钢水中含磷量为0.0075％，制备出P2O5含量为11.5％的高磷钢渣。
本实施例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于75.5％。铁的回收率等于87.5％。
实施例2：
原矿为鄂西地区铁品位47.64％。含磷0.93％的高磷鲕状赤铁矿，磷以磷灰石的形式存在，具体操作如下：原矿进行预先破碎、磨矿至粒度小于0.074mm占质量百分比为84.5％的鲕状赤铁矿中，混匀干燥后配加15.0％褐煤进行还原焙烧，焙烧温度为1300℃，焙烧时间为90min，冷却后经破碎、磨矿至小于0.074mm占质量百分比为90％，在75.0kA/m的磁场强度下磁选10min，得到铁品位95.70％、磷含量1.8％的富磷铁精矿，矿石中超85.5％的磷富集至含铁矿相(主要是金属铁)，富磷铁精矿经磨细处理至-0.045mm占89.7％，添加石灰调整二元碱度R为0.5，充分混匀，然后加入分别占富磷铁精矿质量1.2％和9.0％的粘结剂和水，在圆盘造球机中制备生球，造好的生球经过人工筛分，将10.0-16.0mm的生球作为合格生球，其中成品球在带式焙烧机上制备，工艺参数见表4。成品球强度的抗压强度均到达2650N/个，ISO转鼓强度均达到96.1％，满足高炉入炉要求。
表4带式焙烧机的工艺参数
高炉冶炼时，向高炉中鼓入28.0体积％富氧气体，并向高炉内鼓入热风，控制热风温度为1200℃，热风压力为350kPa，热风风速为220m/s。
高磷铁水经使用顶底复吹转炉冶炼时，上一炉冶炼结束后，终渣留渣量控制在60kg/t钢，同时加入废钢和热渣，后兑入铁水，热渣加入量控制33kg/t钢，其中1000℃左右脱碳热渣占33％，所述脱碳热渣以质量百分比计包括下述组分：TFe22.1％、FeO14.8％、CaO45.2％、SiO215.3％、Al2O33.5％、MgO10.9％、P2O52.6％、MnO4.2％。在本发明中TFe表示全铁。其中1000℃左右精炼热渣占37％，所述精炼热渣以质量百分比计包括下述组分为Fe2O3 0.6％、CaO52.1％、SiO213.1％、Al2O320.4％、MgO8.1％、CaF25.7％。其中1000℃左右使用后的保护渣占30％，所述使用后的保护渣以质量百分比计包括下述组分：CaO42.1％、SiO233.8％、Al2O33.8％、MgO5.8％、MnO2.1％、CaF27.9％、Na2O4.5％。
使用3.4m3/(min·t)的供氧强度和低枪位进行吹氧冶炼以加强搅拌，底部供气强度0.1m3/(min·t)；随后，加入7.2kg/t钢的石灰，并提高枪位促进化渣；对于中、后期降低供氧强度至3.1m3/(min·t)，底部供气强度0.2m3/(min·t)；吹炼至后期，碳氧反应减弱，将枪位降至搅拌枪位，保证搅拌强度和脱碳速度，底部供气强度0.3m3/(min·t)。加入25.0％氧化铁皮，终渣温度为1590℃，终渣碱度为3.9，渣中T.Fe为12.6％。最终钢水中含磷量为0.0060％，制备出P2O5含量为9.5％的高磷钢渣。
本实施例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于82.6％。铁的回收率等于90.9％。
实施例3：
原矿为鄂西地区铁品位49.84％。含磷0.53％的高磷鲕状赤铁矿，磷以磷灰石的形式存在，具体操作如下：原矿进行预先破碎、磨矿至粒度小于0.074mm占质量百分比为88.9％的鲕状赤铁矿中，混匀干燥后配加20.0％焦炭进行还原焙烧，焙烧温度为1400℃，焙烧时间为100min，冷却后经破碎、磨矿至小于0.074mm占质量百分比为85.6％，在80.0kA/m的磁场强度下磁选10min，得到铁品位91.70％、磷含量1.6％的富磷铁精矿，矿石中超81.5％的磷富集至含铁矿相(主要是金属铁)，富磷铁精矿经磨细处理至-0.045mm占89.5％，添加石灰调整二元碱度R为1.2，充分混匀，然后加入分别占富磷铁精矿质量1.3％和9.3％的粘结剂和水，在圆盘造球机中制备生球，造好的生球经过人工筛分，将10.0-16.0mm的生球作为合格生球，其中成品球在带式焙烧机上制备，工艺参数见表5。成品球强度的抗压强度均到达2660N/个，ISO转鼓强度均达到96.8％，满足高炉入炉要求。
表5带式焙烧机的工艺参数
高炉冶炼时，向高炉中鼓入30.0体积％富氧气体，并向高炉内鼓入热风，控制热风温度为1320℃，热风压力为355kPa，热风风速为225m/s。
高磷铁水经使用顶底复吹转炉冶炼时，上一炉冶炼结束后，终渣留渣量控制在60kg/t钢，同时加入废钢和热渣，后兑入铁水，热渣加入量控制33kg/t钢，其中1000℃左右脱碳热渣占35％，所述脱碳热渣以质量百分比计包括下述组分：TFe23.8％、FeO18.2％、CaO48.2％、SiO210.4％、Al2O34.5％、MgO11.2％、P2O53.6％、MnO2.2％。在本发明中TFe表示全铁。其中1000℃左右精炼热渣占45％，所述精炼热渣以质量百分比计包括下述组分为Fe2O3 1.0％、CaO52.3％、SiO216.1％、Al2O315.4％、MgO5.1％、CaF210.1％。其中1000℃左右使用后的保护渣占20％，所述使用后的保护渣以质量百分比计包括下述组分：CaO49.1％、SiO230.8％、Al2O32.8％、MgO6.8％、CaF28.9％、Na2O1.6％。
使用3.5m3/(min·t)的供氧强度和低枪位进行吹氧冶炼以加强搅拌，底部供气强度0.2m3/(min·t)；随后，加入7.2kg/t钢的石灰，并提高枪位促进化渣；对于中、后期降低供氧强度至3.3m3/(min·t)，底部供气强度0.3m3/(min·t)；吹炼至后期，碳氧反应减弱，将枪位降至搅拌枪位，保证搅拌强度和脱碳速度，底部供气强度0.4m3/(min·t)。加入30.0％氧化铁皮，终渣温度为1560℃，终渣碱度为4.2，渣中T.Fe为10.8％。最终钢水中含磷量为0.0050％，制备出P2O5含量为7.6％的高磷钢渣。
本实施例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于78.9％。铁的回收率等于86.2％。
实施例4：本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于还原焙烧温度为1400℃，最终钢水中含磷量为0.0095％，制备出P2O5含量为10.7％的高磷钢渣。
本实施例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于72.5％。铁的回收率等于86.8％。
实施例5：本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于还原焙烧温度为1150℃，最终钢水中含磷量为0.0065％，制备出P2O5含量为8.9％的高磷钢渣。
本实施例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于79.3％。铁的回收率等于90.1％。
实施例6：本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于还原焙烧温度为1350℃，最终钢水中含磷量为0.0069％，制备出P2O5含量为7.4％的高磷钢渣。
本实施例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于80.2％。铁的回收率等于87.9％。
对比例1：该对比实施例中温度不在本发明的所保护的范围内
本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于还原焙烧温度为1100℃，最终钢水中含磷量为0.076％，制备出P2O5含量为7.9％的高磷钢渣。
本对比例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于48.2％。铁的回收率等于86.2％。
对比例2：该对比实施例中温度不在本发明的所保护的范围内
本对比例与实施例2基本相同，不同之处在于还原焙烧温度为1450℃，最终钢水中含磷量为0.071％，制备出P2O5含量为6.3％的高磷钢渣。
本对比例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于59.5％。铁的回收率等于87.6％。
对比例3：该对比实施例中温度不在本发明的所保护的范围内
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于还原焙烧温度为1500℃，最终钢水中含磷量为0.083％，制备出P2O5含量为5.5％的高磷钢渣。
本对比例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于57.1％。铁的回收率等于88.7％。
对比例4：该对比实施例中热渣成分不在本发明的所保护的范围内
本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于热渣比例不同，其中脱碳热渣占22％，精炼热渣占43％，使用后的保护渣占35％，最终钢水中含磷量为0.104％，制备出P2O5含量为7.8％的高磷钢渣。
本对比例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于55.2％。铁的回收率等于85.5％。
对比例5：该对比实施例中热渣成分不在本发明的所保护的范围内
本对比例与实施例2基本相同，不同之处在于热渣比例不同，其中脱碳热渣占30％，精炼热渣占50％，使用后的保护渣占20％，最终钢水中含磷量为0.089％，制备出P2O5含量为6.5％的高磷钢渣。
本对比例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于50.5％。铁的回收率等于90.0％。
对比例6：该对比实施例中热渣成分不在本发明的所保护的范围内
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于热渣比例不同，其中脱碳热渣占45％，精炼热渣占45％，使用后的保护渣占10％，最终钢水中含磷量为0.078％，制备出P2O5含量为5.1％的高磷钢渣。
本对比例中，转炉渣中磷的含量*转炉渣/(高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量)等于52.8％。铁的回收率等于86.1％。

Claims (8)

1.一种高磷铁矿的冶炼方法；其特征在于；包括下述步骤：
步骤一
将高磷铁矿进行初步还原，得到富磷铁精矿；所述高磷铁矿的磷含量大于等于0.5wt%；所述富磷铁精矿中磷的含量大于等于1.5wt%，还原时控制还原温度为1150℃-1400℃；
步骤二
将步骤一所得富磷铁精矿加入到高炉中进行冶炼得到高磷铁水和高炉冶炼渣；高磷铁水加入到转炉中冶炼，得到磷含量小于等于0.095wt%的合格钢水和转炉渣；
高磷铁水中磷含量为0.4-1.7%，铁含量为87.5-93.7%；
高炉冶炼渣中磷含量为0.005-0.02%；
转炉渣中磷含量为6.5-12.5%；
转炉渣冶炼时，所用冶炼渣为热渣，热渣由脱碳热渣、精炼热渣和使用后的保护渣组成，
以质量百分比计，所述热渣中，脱碳热渣占30-35%，精炼热渣占35-45%，使用后的保护渣占20-35%;
所述脱碳热渣以质量百分比计包括下述组分：
TFe 12.1-26.9%、FeO9.7-20.7%、CaO35.5-49.5%、SiO210.3-17.5%、Al2O31.4-5.5%、MgO8.3-12.5%、P2O51.6-3.5%、MnO1.6-5.9%；
所述精炼热渣以质量百分比计包括下述组分：
Fe2O3 0.1-1.0%、CaO40.8-65.3%、SiO212.35-20.3%、Al2O312.5-25.2%、MgO6.5-9.8%、CaF24.2-12.5%；
所述使用后的保护渣以质量百分比计包括下述组分：
CaO35.5-50.7%、SiO230.5-39.7%、Al2O32.6-8.8%、MgO3.8-9.5%、MnO0-3.5%、CaF24.2-9.6%、Na2O3.6-5.2%；
转炉渣中磷的含量*转炉渣/（高磷铁矿的质量*高磷铁矿中磷的含量）大于等于70%；
铁的回收率大于等于85.0%。
2.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：
高磷铁矿经破碎、磨矿至粒度小于0.074mm占整个铁矿质量百分比的70%及以上，得到备用原矿，然后按备用原矿与还原剂的质量比10:1-5:1配取备用原矿和还原剂，混料后进行还原，还原后，进行破碎和磨细处理使粒度小于0.074mm占整个铁矿质量百分比的65%及以上；最后经磁选得到富磷铁精矿；还原时控制还原温度为1150℃-1400℃、还原时间为60min-120min。
3.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：所述高磷铁矿为高磷鲕状赤铁矿或含有高磷鲕状赤铁矿的混合铁矿。
4.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：还原剂选自碳粉、石墨、焦炭、活性炭、褐煤、烟煤、无烟煤、木炭中的至少一种；
经步骤一中的还原处理后，铁的金属化率达到85.8%-93.5%， 75.0%-95.0%的磷进入铁相中。
5.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：步骤一中的还原处理后，经强度为60.0kA/m-85.0kA/m，磁选时间5min-10min的磁选，得到含磷0.7wt%-3.0wt%的铁精矿。
6.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：富磷铁精矿经磨细处理至-0.045mm占80.0-90.0%，再经球团后送入高炉中冶炼。
7.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：
高炉冶炼时，向高炉中鼓入空气或富氧气体，并向高炉内鼓入热风，控制热风温度为1100-1350℃，热风压力为335-360kPa，热风风速为200-230m/s；
转炉冶炼时，终点控制工序钢水磷含量≤0.0095％，钢水温度为1590-1680℃。
8.根据权利要求7所述的一种高磷铁矿的冶炼方法，其特征在于：转炉冶炼时，针对顶底复吹转炉，上一炉冶炼结束后，终渣留渣量控制在30-70kg/t钢，同时加入废钢和热渣，后兑入铁水，热渣加入量控制25-35kg/t钢，使用3.3-3.5m³/(min·t)的供氧强度和低枪位进行吹氧冶炼以加强搅拌，底部供气强度0.08-0.2m³/(min·t)；随后，加入4-8kg/t钢的石灰，并提高枪位促进化渣；对于中、后期吹氧控制，若冶炼过程出现或将要出现返干，则降低供氧强度至3.0-3.3m³/(min·t)，底部供气强度0.1-0.3m³/(min·t)；吹炼至后期，碳氧反应减弱，将枪位降至搅拌枪位，保证搅拌强度和脱碳速度，底部供气强度0.2-0.4m³/(min·t)；根据钢液温度，加入15.0-35.0wt%废钢或氧化铁皮，控制终渣温度在1550-1680℃，终渣碱度控制在3.5-4.5，渣中T.Fe控制在10.0-20.0%。
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