[發明專利]一種用大粒度褐鐵和赤鐵礦石生產直接還原鐵的工藝方法

有效

• 申請號: 201110236675.2
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102268503A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 孫體昌;寇玨;張繼平;張偉
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;寧夏展綠低碳科技有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

?本發明屬于鋼鐵冶金和礦物加工領域，涉及一種以大粒度褐鐵礦或赤鐵礦石為主要原料生產直接還原鐵的工藝方法。該工藝方法可以用粒度為－50mm的褐鐵和赤鐵礦石進行直接還原焙燒，在還原劑的作用下把鐵礦石中的褐鐵礦、赤鐵礦還原為金屬鐵，然后經磨礦和弱磁選生產直接還原鐵的過程。

背景技術

我國鐵礦資源儲備嚴重不足，在已查明的576.71億t鐵礦石儲量中，經濟基礎儲量僅為166.86億t，且貧礦多，富礦少，鐵礦石平均品位只有33%。隨著我國的工業化進程加快，特別是鋼鐵產業的快速發展，中國已經成為世界最大的鋼鐵生產國，同時我國對鐵礦資源的需求也日益增長。目前我國的鐵礦資源已經遠遠不能滿足鋼鐵產業的需求，超過60%的鐵礦石原料依賴進口，并且不得不被迫接受進口鐵礦石價格的不斷上漲。因此如何最大限度地開發和利用國內現有的鐵礦石資源，為我國鋼鐵工業持續穩定的發展提供足量和優質的鐵礦原料，已成為我國選礦領域亟待解決的問題。

我國褐鐵礦、赤鐵礦石儲量較大，已探明儲量約為369.83億t，但由于礦石中赤鐵礦、褐鐵礦的粒度細，與脈石礦物的結合緊密，特別是褐鐵礦具有化學成分不固定、含鐵量不穩定、磁性弱、可浮性差、水分含量變化大、碎磨過程中容易過粉碎等性質，使得某些赤鐵礦褐鐵礦采用常規選礦方法很難獲得高品位的鐵精礦，而且金屬回收率也比較低，造成資源的極大浪費。直接還原焙燒—磁選法生產直接還原鐵工藝在復雜難選鐵礦石的高效利用中已經取得了很好的效果，但需要把礦石破碎達到–4mm以下才能實現，并因其生產規模有限而難以發揮該工藝的優勢。

發明內容

本發明目的是為了解決傳統的還原焙燒—磁選法工藝在細粒度（–4mm）下用生產還原鐵規模有限的問題，直接對大粒度?(–50mm)?的褐、赤鐵礦石進行還原焙燒—弱磁選生產還原鐵的工藝方法，以達到提高焙燒效率、節省投資成本、節能降耗的目的。

一種用褐鐵礦石和赤鐵礦石直接還原焙燒生產還原鐵的工藝方法。其特征是以粒度小于50mm，鐵品位在25%以上的赤、褐鐵礦為原料，以煤為還原劑，同時添加一定比例的助熔劑。鐵礦石、還原劑和助熔劑按10:（1~4）:（0.5~2）的比例混合均勻，對不同產地礦石，還原劑和助熔劑的比例可根據所用鐵礦石的性質進行適當調整。助熔劑以氫氧化鈉為主要成分，為降低成本，還原劑優選揮發分大于30%的褐煤。

鐵礦石和作為還原劑使用的煤、助熔劑在焙燒爐中還原焙燒一定時間，得到的焙燒礦磨礦后經過弱磁選可以使金屬鐵得到充分有效的回收。采用該工藝方法生產的還原鐵產品中鐵品位可以達到90%以上，可以直接用于煉鋼，鐵的回收率一般大于80%。該工藝明顯地提高了褐鐵、赤鐵礦的利用效率，簡化了工藝流程。

實施該工藝方法的步驟、條件為：首先將赤、褐鐵礦石破碎到–50mm粒度范圍，按比例添加還原劑和助熔劑，然后混合均勻，在高溫爐1100～1250℃條件下焙燒120~240分鐘；焙燒礦經過自然冷卻后進行磨礦，磨礦濃度一般為60%～65%，產品粒度－0.074mm占85%～90%左右，需要根據不同礦石性質通過試驗確定；磨礦產品在磁場強度110~200?kA/m條件下磁選得到直接還原鐵。

本發明對傳統的直接還原焙燒—磁選工藝進行了改進，將粒度較大的難選赤、褐鐵礦石直接進行焙燒還原為金屬鐵，不僅簡化了原礦破碎流程，而且可以擴大生產規模，提高了資源利用率。經多次實踐證明采用所發明的工藝方法可以得到鐵品位和回收率較高的直接還原鐵，使褐鐵、赤鐵礦這類在過去利用率低的難選、難用礦種得到高效利用。

本發明改進了傳統的還原焙燒—磁選法生產直接還原鐵的工藝，將粒度小于50mm的原礦在有還原劑和助熔劑的條件下進行直接還原焙燒，并經磨礦磁選得到鐵品位大于90%的直接還原鐵產品，使褐鐵、赤鐵礦在焙燒過程中得到充分還原，解決了細粒度（–4mm）下用生產還原鐵規模有限的問題，達到了提高焙燒效率、節省投資成本、節能降耗的目的。