一种低贫高磷难选铁(锰)矿还原冶选联合提铁脱磷的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种低贫高磷难选铁（锰）矿还原冶选联合 提铁脱磷的方法。
【背景技术】
[0002] 中国是世界钢铁第一大国，2013年年产量已经突破8亿吨大关，而进口富矿石的 依赖程度却为55%，电炉优钢的比例也不到20%。我国虽然铁矿资源分布广泛、储量很大， 但低贫细难选铁矿资源分布却占96%以上，因为技术的原因，根本无法得到很好的开发和 利用，造成资源闲置和浪费。
[0003] 随着我国焦煤储量日益贫乏及环保问题日益严重，国家出台了较多的相关产业政 策，鼓励开发、应用非焦煤资源，进行直接还原铁和熔融还原铁等非焦炼铁工艺和短流程炼 钢等技术的开发与应用。所以，提高还原铁的产量和质量，降低能耗，减少烟气的co2排放， 尤其是尽快开发我国大量的低贫细难选铁矿及含铁废料，开发应用低贫、高磷难选的铁矿、 铁锰矿等资源，使其资源化，更是一项迫在眉睫的事业。
[0004] 在我国的湖北、湖南、云南、四川、贵州、广西、江西、安徽、江苏和甘肃、内蒙古等省 (区），广泛分布着一种低贫、高磷、难选的鮞状难选赤铁矿，矿石多呈鮞状、块状构造，少数 具状、肾状构造，见说明书附图图1~图4。从图1~图4可以看出，麵状赤铁矿原矿中主 要由？ 6、0、5131、1%、？多种元素组成。矿物含有黑、白、灰三相，其中黑色为脉石相，主要 为硅酸盐相，金属氧化物相；灰色和白色为赤铁矿相与脉石相互相包裹，白色相含铁量比灰 色相含铁量要高，一般铁晶粒细度在38ym~96ym，也就是氧化铁晶粒细度大都在160~ 400目。在同一块矿石上，随意选择10个点进行扫描电镜成份分析，其扫描电镜成份分析 (wt% )见表1所示。
[0005]表1
[0006]
【主权项】
1. 一种低贫高磷难选铁（锰）矿还原冶选联合提铁脱磷的方法，其特征在于，步骤如 下： (1) 原矿提铁降磷 将含有TFe25~40 %、P 0. 20~2. 40 %的低贫高磷难选铁矿或含有TFelO~40 %、 Mnl5~20%、P 0. 20~0. 60%的低贫高磷难选铁锰矿，加工磨成细度为200~400目的矿 粉，采用500~1200mT磁场强度磁选进行选矿，获得富矿粉； 或将含有TFe25~40%、P 0. 20~2. 40%的低贫高磷难选铁矿或含有TFelO~40%、 Mnl5~20%、P 0. 20~0. 60%的低贫高磷难选铁锰矿，在750~1050°C条件下，进行磁化 焙烧1~2h，加工磨成细度为200~400目的矿粉，采用350~125mT磁场强度磁选获得富 矿粉； (2) 向步骤（1)得到的富矿粉中加入内配碳粉和助剂，混合均匀后，喷水造成0 8 16mm的球团，湿球团在50~300°C条件下烘干1~2h ;其中混合物料按重量百分比为：富 矿粉82~86%，内配碳粉5~7%，助剂9~12% ; (3) 将步骤（2)的球团与还原剂制成待还原物料，所述还原剂的用量为步骤⑴中所述 原矿重量的30~45% ; (4) 将步骤（3)的待还原物料加入隔焰式回转窑内，在1060~1120°C条件下进行还 原反应，还原物料中的2~40 μ m细小铁晶粒在还原成金属铁的同时，其铁晶粒和脉石分别 聚集、长大，改变原矿氧化铁晶粒细小、复杂的物相结构，形成金属铁晶粒粗大、简单的物相 结构，其晶粒长大到75~120 μm以上，最大成长到1~IOmm的粒铁，还原时间为2.0~ 2. 6h ； (5) 将反应后物料在煤粉覆盖保护下冷却，采用磁选将还原剂尾粉和金属化球团分离； 将金属化球团加工磨至细度为200~325目，使铁晶粒与脉石渣分离开，再采用125mT低强 度的湿式磁选，分离出尾渣，得TFe彡90%、nFe彡92%、铁回收率彡93%、S < 0.07%、 P < 0. 07%的金属铁粉或含锰金属铁粉。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1)所得富矿粉为铁矿粉：TFe45~ 65%、PO. 1 %~0· 15%、铁回收率 55 ~88%。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1)所得富矿粉为铁锰矿粉： TFe30 ~40%、Mn25 ~35%、Ρ0· 1%~0· 12%、铁锰回收率 55 ~80%。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)中所述的内配碳粉为无烟煤 粉或烟煤粉，其中无烟煤粉的成分按质量百分比为：固定碳多73. 5%，灰分< 8%，挥发分 < 18%，S <0.5%，细度-120目；烟煤粉的成分按质量百分比为：固定碳彡56%，灰分 彡8%，挥发分彡36%，S彡0.5%，细度-120目。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)中所述的助剂为石灰粉、萤石粉 和普通玻璃粉的混合物，其组成重量比石灰粉：萤石粉：普通玻璃粉为30:55:15。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的石灰粉：CaO彡93%、MgO < 5%、 S 彡 0· 5%〇
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，普通玻璃粉：要求熔点< 1000°C。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的萤石粉：CaF 2多85%、S < 0. 5%。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤⑶中所述还原剂为1~20mm的 还原煤，其指标为按照质量百分比固定碳多58.0%，灰分< 20.0%，挥发分< 21.5%， S彡0· 5% ;灰渣熔点彡1250°C。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)中所述的隔焰式回转窑包括回 转窑筒体、加料装置、驱动装置、第一托圈装置和第二托圈装置，所述回转窑筒体支撑在所 述驱动装置、第一托圈装置及第二托圈装置上，所述驱动装置与第一托圈装置之间设有第 一加热炉体，所述第一托圈装置与第二托圈装置之间设有第二加热炉体，所述第一加热炉 体和第二加热炉体的两侧分别设有第一烧嘴组和第二烧嘴组； 所述回转窑筒体从前到后依次包括预热段、高温段和冷却段，所述高温段设于所述第 一加热炉体及第二加热炉体之内，所述加料装置与所述预热段前端相衔接，所述冷却段后 端设有出料口； 所述回转窑筒体在所述第一加热炉体和第二加热炉体之间套装有筒体外壁，所述筒体 外壁与回转窑筒体之间均布有支撑管，在筒体外壁与回转窑筒体之间形成烟气通道，所述 筒体外壁支撑在所述第一托圈装置上； 所述回转窑筒体的轴线与水平线夹角为2.5°~5°，所述预热段高于冷却段。
【专利摘要】本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种低贫高磷难选铁(锰)矿还原冶选联合提铁脱磷的方法。将原矿先进行细磨选矿提铁降磷获得相对较低磷富矿粉，低磷富矿粉再进行渣铁分离还原，待还原后的金属化球团冷却后，再进行细磨并湿式磁选，获得TFe≥90％、ηFe≥92％、P≤0.07％的金属铁粉/含锰金属铁粉。本发明控制较低的还原温度和较短的还原时间，避免了传统方法中使用1250℃以上高温及反应时间过较长，导致的磷灰石中的P元素与Fe反应，生成磷化物，尤其生成稳定的Fe3P，造成增加最终产品中P含量。若原矿石是锰铁矿，还可得到Mn≥45％的富锰粉副产品，产品附加值大，且节能环保降碳。
【IPC分类】C22B1-11, C21B13-08
【公开号】CN104651563
【申请号】CN201510078927
【发明人】唐竹胜, 唐佳
【申请人】唐竹胜
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日