CN102912111B - 一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括：（1）将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎；（2）将步骤（1）破碎的矿石进行金属化还原焙烧；（3）高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷，水淬焙砂球磨；（4）球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿；（5）将步骤（4）得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%优质铁水。本发明的方法的原矿无需细磨，直接破碎至-5mm即可，也无需造球，与添加剂、煤混匀即可，大大节约了磨矿和造球成本；熔分产出含磷小于0.01%的特级优质铁水，可作为生产优质钢的原料，产品产值高。
Description
技术领域
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，涉及一种含磷鲕状赤铁矿原矿金属化还原焙烧—磁选—熔分，同步脱磷、铝、硅，制备含磷小于0.01%的优质铁水的方法。
背景技术
鲕状赤铁矿嵌布粒度极细，且经常与菱铁矿、鲕绿泥石和含磷矿物共生或相互包裹，是目前国内外公认的最难选的铁矿石类型之一。国内鲕状赤铁矿、褐铁矿资源储量很大，两种资源加起来有60亿吨，其中铁矿资源储量的1/9为鲕状赤铁矿。鲕状赤铁矿常形成大型矿山，例如法国的洛林铁矿、美国的克林顿铁矿以及我国北方的宣龙式铁矿、南方的宁乡式铁矿，此类资源的开发难度很大，目前尚未得到有效开发利用。
研究报导的高磷铁矿石脱磷方法主要有：物理分选法，包括重选（摇床、溜槽分级等）和磁选（强磁选、弱磁选、高梯度磁选等）；浮选法，包括浮选、反浮选等；化学浸出，如酸洗等；还原焙烧法，包括磁化焙烧—磁选法和金属化还原焙烧—磁选等。此外，还有一些上述方法组成的联合工艺。但都存在脱磷不彻底、不能同时有效脱除铝硅等杂质、铁精矿品位低、铁回收率低、成本高、对环境危害大等缺点的一项或多项内容，尚未有一种可适于处理高磷鲕状赤铁矿的工艺或方法。
申请号为200910079152.4、发明名称为“一种用高磷鲕状赤铁矿直接生产海绵铁的工艺方法”的专利申请公开了加入占高磷鲕状赤铁矿重量20~30%的脱磷剂碳酸钠，以煤为还原剂在900~1000℃下还原焙烧30~40min，然后用弱磁选方法回收其中的金属铁，此流程能获得90%以上，磷含量~0.08%的产品。但此工艺需加入20~30%的碳酸钠，添加剂成本高，随大量碳酸钠的加入，焙砂熔点大大降低，焙烧过程易造成炉体粘结挂壁，且会使精矿中杂质Na2O含量高。
申请号为200910308267.6、发明名称为“一种由含磷鲕状赤铁矿制备炼钢炉料的方法”的专利申请公开了鲕状赤铁矿加入添加剂后造块，其中元明粉5~8%、硼砂1~2%、胡敏酸钠0.5~1%、黄腐酸钠0.5~1%，在1000~1050℃下恒温焙烧1.5~2h，冷却后碎磨，磁选得到品位~93%、磷含量~0.08%的金属铁粉，铁回收率~93%、磷脱除率~95%。但该方法中大量元明粉的加入致使铁粉含S过高。重复试验过程加入5%的元明粉，2%硼砂，1%胡敏酸钠，1050℃下恒温焙烧2h发现：水淬过程中H2S气味浓，操作环境恶劣；焙砂烧结严重，工业化生产中极易造成炉体的粘结挂壁，作业难度大；选出的铁粉S含量~1%，远超过炼钢炉料S含量的要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种脱磷率高，且可同步脱除铝硅等杂质，产品质量好，铁回收率高，成本低，环境污染小，易实现工业化生产的一种由含磷鲕状赤铁矿原矿金属化还原焙烧—磁选—熔分，同步脱磷、铝、硅，制备含磷小于0.01%的优质铁水的方法。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括：
（1）将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎；
（2）将步骤（1）破碎的矿石进行金属化还原焙烧；
（3）高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷，水淬焙砂球磨；
（4）球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿；
（5）将步骤（4）得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%的优质铁水。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（1）的破碎过程包括：配入占原矿重量1~8%的添加剂，添加剂为脱磷剂、活化剂、碱度调整剂的混合物，脱磷剂:活化剂:碱度调整剂的重量比为2.5~3:0.8~1:5.5~6；配入还原剂烟煤、无烟煤、褐煤的一种或多种，配入量占原矿重量的15~30%；破碎粒度小于5mm的超过95%。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述脱磷剂为NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl的一种或多种。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，活化剂为NaF、萤石、硼砂中的一种或多种。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，碱度调整剂为CaO、CaCO3、Na2CO3中的一种或多种。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（2）的金属化还原焙烧过程中，还原焙烧设备采用回转窑、转底炉、多膛炉的一种，热源为煤气、煤的一种，助燃气体为空气，高温区温度为900~1050℃，高温区停留时间为0.5~3h，控制出炉烟气CO/CO2为3.5~4.5。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（3）的高温焙砂缓冷后水淬急冷，水淬焙砂球磨过程是将步骤（2）所得高温焙砂经密封冷却筒冷却，至400~750℃后水淬急冷，焙砂球磨，磨矿粒度为小于0.074mm占85~95%。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（4）的磁选分离过程是将步骤（3）球磨矿浆进行磁选，进矿矿浆固体质量浓度控制在15%~25%，磁场强度控制在800~1500奥斯特，得到精矿铁粉和尾矿。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（5）的电炉熔分过程是将步骤（4）得到的铁粉熔分，添加0.1~2%造渣剂，温度控制1550~1650℃，时间1~3h，得到含磷小于0.01%的优质铁水。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述造渣剂为CaO、CaCO3的一种或两种。
本发明的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，原矿配入添加剂、还原剂破碎后金属化还原焙烧—磁选—熔分工艺，制备含磷小于0.01%的优质铁水，与传统的洗选工艺及最近开发的配入碳酸钠、元明粉等铁质化焙烧工艺相比，该方法具有以下特点：原矿无需细磨，直接破碎至-5mm即可，也无需造球，与添加剂、煤混匀即可，大大节约了磨矿和造球成本；添加剂价格低廉，用量少，添加剂带入的其它杂质含量低，特别是不会带入炼钢难处理的杂质S；铁与磷、铝、硅等杂质的磁选分离效率高，磷、铝、硅脱除率高和铁回收率高；熔分产出含磷小于0.01%的优质铁水，可作为炼钢的优质原料，产品产值高。
本发明的方法处理鲕状赤铁矿，金属化还原焙烧—磁选过程：铁选出率90~95%，磷脱除率88~95%，精矿铁粉中：Fe 85~95%，P 0.1~0.2%，S 0.05~0.15%，Al2O3 <2%，SiO2<4%；熔分制备优质铁水过程：铁回收率大于98%，磷脱除率95~99%，铁水中P ~0.005%。
附图说明
图1 本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，以含磷鲕状赤铁矿为原料，配入添加剂、还原剂混匀破碎后金属化还原焙烧—磁选—熔分工艺，制备含磷小于0.01%的优质铁水。该方法包括如下步骤。
1、原矿配入添加剂、煤混匀后破碎，破碎粒度小于5mm超过95%。
2、将步骤1得到的碎矿金属化还原焙烧，控制温度950~1050℃，还原时间0.5~3h，炉内烟气CO/CO2为3.5~4.5。
3、将步骤2得到的高温焙砂缓冷至400~750℃后水淬急冷，水淬焙砂球磨，球磨粒度为小于0.074mm占85~95%。
4、将步骤3得到的球磨矿浆进行磁选，矿浆质量浓度控制在15~25%，磁场强度控制在800~2000奥斯特，得到精矿矿浆和尾矿矿浆，经浓密过滤得到铁粉和尾矿。
5、将步骤4得到的铁粉熔分，温度1550~1600℃，时间0.5~3h，得到含磷小于0.01%的优质铁水。
实施例1
10000g鲕状赤铁矿（TFe ~43%，P~0.9%，Al2O3~7%，SiO2~22%），加入添加剂500g（其中NaCl 150g，NaF 50g，CaO 300g）和褐煤3000g，混匀后破碎至小于5mm占96%，碎料金属化还原焙烧，控制温度950℃，炉内烟气中CO/CO2=3.8，停留时间1h，产出焙砂经换热冷却筒冷却至500℃后水淬，水淬焙砂球磨至小于0.074mm占94%，球磨后调浆至矿浆浓度20%，在1500奥斯特下磁选，得到精矿类铁粉（TFe~90%，P~0.13%，Al2O3~1.7%，SiO2~3.6%），其中铁选出率~89%，磷脱除率~93%。所得铁粉进行高温熔分，控制温度1550℃，恒温时间2h，得到优质铁水（P~0.004%）。
实施例2
20000g鲕状赤铁矿（TFe ~43%，P~0.9%，Al2O3~7%，SiO2~22%），加入添加剂1200g（其中KCl与MgCl2共计400g，萤石100g，CaCO3 700g）和烟煤4500g，混匀后破碎至小于5mm占97%，碎料金属化还原焙烧，控制温度1000℃，炉内烟气中CO/CO2=4.0，停留时间2h，产出焙砂经换热冷却筒冷却至520℃后水淬，水淬焙砂球磨至小于0.074mm占95%，球磨后调浆至矿浆浓度20%，在1000奥斯特下磁选，得到精矿铁粉（TFe~91%，P~0.12%，Al2O3~1.6%，SiO2~3.4%），其中铁选出率~90%，磷脱除率~92%。所得铁粉进行高温熔分，控制温度1580℃，恒温时间1.5h，得到优质铁水（P~0.006%）。
实施例3
10000g鲕状赤铁矿（TFe ~43%，P~0.9%，Al2O3~7%，SiO2~22%），加入添加剂700g（其中NaCl与CaCl2共计210g，萤石+硼砂80g，CaO与Na2CO3共计410g）和无烟煤2500g，混匀后破碎至小于5mm占99%，碎料金属化还原焙烧，控制温度1030℃，炉内烟气中CO/CO2=4.2，停留时间3h，产出焙砂经换热冷却筒冷却至520℃后水淬，水淬焙砂球磨至小于0.074mm占94%，球磨后调浆至矿浆浓度20%，在2000奥斯特下磁选，得到精矿铁粉（TFe~90%，P~0.14%，Al2O3~1.8%，SiO2~3.9%），其中铁选出率~91%，磷脱除率~92%。所得铁粉进行高温熔分，控制温度1600℃，恒温时间1h，得到优质铁水（P~0.004%）。
Claims (7)
1. 一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括：
（1）将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎，并且配入占原矿重量1~8%的添加剂，添加剂为脱磷剂、活化剂、碱度调整剂的混合物，脱磷剂:活化剂:碱度调整剂的重量比为2.5~3:0.8~1:5.5~6；配入还原剂烟煤、无烟煤、褐煤的一种或多种，配入量占原矿重量的15~30%；破碎粒度小于5mm的超过95%；所述脱磷剂为NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl的一种或多种；所述活化剂为NaF、萤石、硼砂中的一种或多种；
（2）将步骤（1）破碎的矿石进行金属化还原焙烧；
（3）高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷，水淬焙砂球磨；
（4）球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿；
（5）将步骤（4）得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%的优质铁水。
2.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，碱度调整剂为CaO、CaCO3、Na2CO3中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（2）的金属化还原焙烧过程中，还原焙烧设备采用回转窑、转底炉、多膛炉的一种，热源为煤气、煤的一种，助燃气体为空气，高温区温度为900~1050℃，高温区停留时间为0.5~3h，控制出炉烟气CO/CO2为3.5~4.5。
4.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（3）的高温焙砂缓冷后水淬急冷，水淬焙砂球磨过程是将步骤（2）所得高温焙砂经密封冷却筒冷却，至400~750℃后水淬急冷，焙砂球磨，磨矿粒度为小于0.074mm占85~95%。
5.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（4）的磁选分离过程是将步骤（3）球磨矿浆进行磁选，进矿矿浆固体质量浓度控制在15%~25%，磁场强度控制在800~1500奥斯特，得到精矿铁粉和尾矿。
6.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤（5）的电炉熔分过程是将步骤（4）得到的铁粉熔分，添加0.1~2%造渣剂，温度控制1550~1650℃，时间1~3h，得含磷小于0.01%的优质铁水。
7.根据权利要求6所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述造渣剂为CaO、CaCO3的一种或两种。
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