[發明專利]低品位復雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝

有效

• 申請號: 201110269155.1
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102329911A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 汪翔宇;王建春;劉榮幸;王傳杰
• 申請（專利權）人: 唐山奧特斯科技有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B1/24;C22B1/16
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所 13106
• 代理人: 于文順

技術領域

本發明涉及一種低品位復雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，屬于金屬冶金直接還原領域。

背景技術

目前，直接還原鐵作為我國電爐鋼生產高品質的純凈鋼急需的原料，也是我國裝備制造業高純凈鋼鑄、鍛件坯料生產的急需原料。目前因鋼鐵產能增加，原料問題尤為突出，低品位復雜難處理礦的利用問題成為冶金界的熱點。低品位復雜難處理礦包括：①鮞狀赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、羚羊石礦等低品位難處理礦，②釩鈦鐵礦、硼鐵礦、紅土鎳礦等復合礦；③有色金屬氧化物爐渣如硫酸渣、氧化鋁赤泥、銅渣、鉛鋅渣、除塵污泥等以及高硫、高磷、高砷等特殊鐵礦。背景技術采用煤基直接還原，在處理低品位復雜難處理礦的利用方面也進行了多種嘗試，轉底爐、回轉窯、隧道窯工藝以及豎爐都有多方涉及，國內外也有用直接還原技術將低品位復雜難處理礦制成還原鐵的工藝，背景技術工藝均存在回收率低、投資大、成本高、單窯產量低、污染環境等缺點。

發明內容

本發明目的是提供一種低品位復雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，提高后續磨礦磁選工序的效率，提高產品的品位和回收率，減少污染，降低成本，解決背景技術存在的上述問題。

本發明的技術方案是：低品位復雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，包含如下工藝：低品位復雜難處理礦與還原劑、添加劑充分混合，混合后的含碳物料選用圓盤造球機或者壓球機進行制球，含碳球團經過干燥處理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合壓制成空心或實心磚塊，磚塊表面噴涂一層陶土泥漿后進入還原設備中進行加熱還原；在還原反應中，所添加的添加劑能夠加速低品位難處理礦的還原，并在1000～1400℃的溫度范圍內實現渣鐵分離；還原后的產物出爐后立即進入帶還原氣氛的冷卻保護倉進行冷卻，以防止產品金屬物質被再氧化；冷卻后的物料產品進行破碎分選即可得到煉鋼的原料——粒鐵；所說的還原劑是碳C、添加劑是造渣劑和金屬聚集劑。

在工藝過程中根據低品位復雜難處理礦中脈石成分的不同，選擇加入不同比例和種類的造渣劑和金屬聚集劑，造渣劑由氟化鈣、氫氧化鈉組成，金屬聚集劑為四硼酸鈉，分子式為：?Na₂B₄O₇·10H₂O；根據礦物中脈石成分的不同進行配料計算添加劑的比例和種類；氟化鈣的加入量為低品位難處理礦中硅質脈石重量的0.01~0.1，氫氧化鈣的加入量為低品位難處理礦中鋁質脈石重量的0.02~0.1，四硼酸鈉的添加比例為礦重的0.0016～0.009。

在工藝過程中將低品位復雜難處理礦與還原劑及添加劑充分混合后的物料按如下比例進行配料，質量比，低品位難處理礦1:?還原劑0.02～0.3:添加劑0.001～0.005；首先進行制球，待球團干燥后，與石灰、還原劑和粘土充分混勻，質量比，球團1:石灰0.01～0.025:粘土0.1～0.4，進行壓制成空心或實心磚塊，壓制好的磚塊表面噴涂一層陶土泥漿；磚塊進入還原設備內的加熱還原反應參數：還原時間控制在10min~150min之間，加熱溫度控制在1000~1400℃之間。

所說的低品位復雜難處理礦包括：①鮞狀赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、羚羊石礦等；②釩鈦鐵礦、硼鐵礦、紅土鎳礦等；③有色金屬氧化物爐渣，包括硫酸渣、氧化鋁赤泥、銅渣、鉛鋅渣、除塵污泥等；④高硫、高磷、高砷等鐵礦。

所說的還原設備包括車底爐、回轉窯、轉底爐、隧道窯、輥道窯、抽屜窯、豎爐、多層爐等。

所說的還原氣氛為一氧化碳等。

本發明的有益效果：一方面加入造渣劑促使非鐵系氧化物脈石成分迅速聚集拋離金屬元素而成為礦渣，另一方面加入金屬聚集劑促使氧化態的金屬元素快速還原并離開礦渣而形成粒鐵顆粒，形成粒鐵顆粒后的物料能夠大大提高后續磨礦磁選工序的效率，更加重要的是應用該工藝能夠最大限度地提高單體窯爐的產能。本發明著重研究低品位復雜難處理礦中脈石的成分對渣鐵分離工藝的影響以及如何根據礦石中脈石的成分合理加入添加劑來快速還原和實現渣鐵分離，根據礦物中脈石成分和含量的不同，通過調節添加劑的種類和配比，使低品位復雜難處理礦在還原過程中，處于半熔融狀態，鐵在快速還原后迅速聚集成球，并實現渣鐵分離，當還原物料渣鐵分離之后，能夠大大提高后續磨礦磁選工序的效率，更重要的是提高了產品的品位和回收率。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明作進一步說明。

實施例中，原料配料：低品位復雜難處理礦為鮞狀赤鐵礦（Fe=34%）粒度80～100目，其中SiO₂含量為31%,?Al₂O₃含量為10%，煙煤加工成的還原劑碳C，破碎后的粒度為80目，將鮞狀赤鐵礦與還原劑（碳C）、造渣劑（氟化鈣和氫氧化鈉）和金屬聚集劑按比例（鮞狀赤鐵礦1:還原劑0.2:氟化鈣0.027:?氫氧化鈉0.0039:金屬聚集劑0.002）充分混合后制球，待球干燥后與石灰、還原劑（碳C）和粘土（球團1:石灰0.08:粘土0.25）充分混勻進行壓磚，壓制好的磚表面噴涂一層陶土泥漿后放在臺車面上，進入還原設備（車底爐），升溫至1300℃保溫100min，產品出窯后進冷卻保護倉進行還原氣氛保護冷卻，經簡易破碎分選后的粒鐵（海綿鐵）產品經化驗TFe達到96%以上，Fe回收率達到98%以上。