[發(fā)明專利]一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810031494.4
• 申請日: 2008-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN101293281A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜濤;李光輝;范曉慧;劉牡丹;張?jiān)?/a>;朱忠平;郭宇峰;許斌;楊永斌;黃柱成;白國華;李騫;陳許玲;孫娜;陳麗勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F9/00
• 分類號(hào): B22F9/00;B22F9/18;B22F1/00;B22F9/04;B03C1/00
• 代理公司: 中南大學(xué)專利中心
• 代理人: 龔燦凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦物工程領(lǐng)域，涉及一種含鋁高的鐵礦石加工方法，特別涉及一種含鋁礦物與含鐵礦物緊密共生、嵌布關(guān)系復(fù)雜的高鋁鐵礦石鐵鋁分離的方法。

背景技術(shù)

我國鐵礦資源儲(chǔ)量豐富，但大部分屬低品位礦或多金屬共生礦，一般難以分選。在我國以及毗鄰的東南亞國家儲(chǔ)有豐富的含鋁鐵礦石，這類礦石鐵礦物與鋁礦物緊密嵌布，單體解離度低，難以選別，是一種典型的難處理鐵礦石資源。眾所周知，鐵礦石中Al₂O₃含量過高，煉鐵過程中將導(dǎo)致高爐利用系數(shù)降低，渣鐵分離困難，目前尚未能得到合理利用。隨著現(xiàn)有可利用的優(yōu)質(zhì)鐵礦資源逐漸減少，充分開發(fā)利用這類資源，實(shí)現(xiàn)鐵鋁的高效分離，對緩解我國鐵礦資源嚴(yán)重短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

近年來，國內(nèi)外對含鋁鐵礦的選礦研究較多，也取得了一定的進(jìn)展，主要工藝有磁化焙燒、強(qiáng)磁選、重選、浮選及其聯(lián)合工藝等。國外許多學(xué)者將含鋁赤泥在高爐或電爐內(nèi)熔煉直接煉鐵，取得了初步成果。國內(nèi)有人采用磁化焙燒-弱磁選的方法處理高鋁鐵礦石，但鐵鋁分離效果并不理想，因?yàn)殇X礦物與鐵礦物呈緊密包裹鑲嵌狀，物理分選方法及磁化焙燒均難以使其單體解離。也有人進(jìn)行了高鋁鐵礦石焙燒-化學(xué)選礦的研究，獲得鐵品位大于60％，Al₂O₃含量低于3％的鐵精礦。但作為煉鐵原料，這種精礦的Al₂O₃含量仍然超標(biāo)，即使作為煉鐵原料的配料使用，鐵精礦須經(jīng)過傳統(tǒng)的造塊、高爐冶煉后再送去煉鋼，存在流程長、能源消耗高和環(huán)境污染大的問題。

以廢鋼和直接還原鐵為爐料的電爐煉鋼短流程被認(rèn)為是鋼鐵工業(yè)的第三次革命，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，電爐煉鋼原料廢鋼的需求量越來越大，廢鋼供應(yīng)量嚴(yán)重短缺，而直接還原鐵作為電爐煉鋼的高品質(zhì)替代品已得到廣泛公認(rèn)，但我國直接還原鐵的發(fā)展尚處于起步階段，年缺口1000萬噸以上，因此發(fā)展替代優(yōu)質(zhì)廢鋼的直接還原鐵生產(chǎn)在國內(nèi)廣范受到重視。

發(fā)明內(nèi)容??一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法，將鐵礦石經(jīng)破碎、磨礦至-200目占70％～85％，將硫酸鈉和硼酸鈉按與含鋁鐵礦石的質(zhì)量百分比分別為8％～20％和1％～2.5％的比例與原礦混勻、造球，球團(tuán)經(jīng)干燥后，以煙煤為還原劑，在1000～1100℃下還原30～90min，還原球團(tuán)經(jīng)冷卻、破碎后置于球磨機(jī)內(nèi)磨礦至-200目80％以上，采用磁選的方法分選，可獲得鐵品位大于90％，Al₂O₃含量1.0％、SiO₂含量小于1％的金屬鐵粉，鐵的回收率大于90％。

本發(fā)明可有效實(shí)現(xiàn)鋁鐵分離的原理在于：一、將鐵礦磨碎后與添加劑混合造球可改善焙燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量；二、含鋁鐵礦石球團(tuán)在煤基還原過程中，鐵氧化物被還原為金屬鐵，而Al₂O₃、SiO₂等與硫酸鈉、硼酸鈉混合物添加劑中的Na₂O發(fā)生反應(yīng)，分別生成不溶于水的硅鋁酸鹽和可溶于水的鋁酸鈉，后者在磨選過程中分別進(jìn)入溶液或非磁性部分與鐵分離，磁性部分即是金屬鐵粉；三、添加劑硼酸鈉能顯著強(qiáng)化固相擴(kuò)散，促進(jìn)還原過程中鐵晶粒的長大，改善鋁鐵分離效果。

本發(fā)明以儲(chǔ)量豐富的難處理高鋁鐵礦石為原料，提供一種高效鐵鋁分離制備直接還原鐵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由含鋁鐵礦石直接制備可滿足電爐煉鋼冶煉要求的優(yōu)質(zhì)直接還原金屬鐵粉。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要在于：適用于含鋁較高、采用物理方法難以分選的鐵礦石的鋁鐵高效分離，為世界上儲(chǔ)量豐富、但由于Al₂O₃含量過高而無法利用的高鋁鐵礦資源提供有效途徑；采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)由高鋁鐵礦石直接制備電爐煉鋼原料，工藝流程短、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

對照例：TFe含量57.35％，Al₂O₃含量5.43％，SiO₂含量3.52％的鐵礦石，破碎至-1mm，以煙煤做還原劑，在1050℃的溫度下焙燒60min，冷卻還原產(chǎn)物后置于球磨機(jī)內(nèi)按50％的礦漿濃度磨礦至-200目占90％，礦漿在0.1T的磁場強(qiáng)度下磁選，鐵精礦TFe品位73.6％，Al₂O₃含量為5.18％，SiO₂含量為2.26％，鐵的回收率僅為80.4％，鋁鐵分離效果差。