[發(fā)明專利]處理高磷鮞狀赤鐵礦豎爐防球團(tuán)高溫還原黏結(jié)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310512779.0
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103667687A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾加慶;齊淵洪;楊兆順;王建昌;吳偉;嚴(yán)定鎏;許海川;張曦東
• 申請（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院;無錫市兆順不銹中板有限公司
• 主分類號: C22B1/214
• 分類號: C22B1/214;C22B1/243
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直接還原煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種處理高磷鮞狀赤鐵礦豎爐防球團(tuán)高溫還原黏結(jié)的方法，即利用氣基+煤基豎爐處理鮞狀赤鐵礦的工藝。

背景技術(shù)

針對國內(nèi)大量存在、又難以利用的鮞狀高磷赤鐵礦資源，國內(nèi)一直試圖解決關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，打通工藝流程，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，使國內(nèi)鋼鐵企業(yè)逐漸擺脫對國外高價鐵礦資源的依賴性。但從已有的研究成果看，該方向的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)進(jìn)展比較緩慢。以往在鮞狀高磷赤鐵礦選礦技術(shù)的優(yōu)化方面雖已開展了大量研究工作，特別是選礦方面，如中南大學(xué)（專利：一種由含磷鮞狀赤鐵礦制備煉鐵用鐵精礦的方法，申請?zhí)?CN200710034838.2），貴州大學(xué)（專利：一種鮞狀赤鐵礦的選礦方法，申請?zhí)?CN200910309207.6）。但由于鮞狀高磷赤鐵礦特殊的致密嵌套的礦相結(jié)構(gòu)，氧化鐵與磷灰石等礦相分布尺寸在10μm，導(dǎo)致該礦種中的金屬鐵與雜質(zhì)元素磷很難有效分離，尚不能滿足現(xiàn)有鋼鐵生產(chǎn)流程對成品礦中磷含量的限制要求。而目前相對比較成熟的煤基直接還原方法（如轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯等），無論在生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)穩(wěn)定性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面，還是處理鮞狀高磷赤鐵礦這種特殊礦種結(jié)構(gòu)，都還沒有成功的案例。目前大量與煤基直接還原相關(guān)的基礎(chǔ)實驗研究，很多成果僅限于針對具體工藝環(huán)節(jié)而開展，距真正工程化還有一定的距離。

對于鮞狀高磷赤鐵礦這種特殊礦種的資源化利用，要達(dá)到目前煉鋼所需的鐵源要求，必須選擇有利的技術(shù)途徑，高效解決提鐵、降磷的技術(shù)瓶頸問題。本發(fā)明嘗試通過氣基+煤基相結(jié)合豎爐復(fù)合直接還原方法達(dá)到提鐵、降磷的目的，使該礦種所含的氧化鐵被高效還原成具有一定磁性的金屬鐵，同時，使其所含的氧化磷等雜質(zhì)物質(zhì)盡可能留存在非磁性的脈石相中，還原產(chǎn)物再經(jīng)過較經(jīng)濟(jì)的破碎磁選，實現(xiàn)鐵與磷的有效分離。

制約本工藝所提出的氣基+煤基豎爐工程化的最大難點是如何解決團(tuán)礦在高溫（850℃—1200℃）還原過程中的爐料順行以及荷重軟化現(xiàn)象和黏結(jié)問題。目前的相關(guān)研究較少，特別是針對煤基+氣基的豎爐的防止團(tuán)礦高溫還原粘結(jié)的研究。本發(fā)明專利利用具有規(guī)模化生產(chǎn)潛力的豎爐裝置處理鮞狀高磷赤鐵礦資源，解決煤基豎爐存在的球團(tuán)高溫還原黏結(jié)問題，從而得到低磷、高鐵含量的直接還原產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種處理高磷鮞狀赤鐵礦豎爐防球團(tuán)高溫還原黏結(jié)的方法及裝置，解決了球團(tuán)高溫還原黏結(jié)的問題，該工藝技術(shù)路線一旦打通，有望成為鋼鐵行業(yè)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊?guī)?；幚眭b狀高磷赤鐵礦資源的有效手段，為鋼鐵行業(yè)提供新的鐵源，既可以作為轉(zhuǎn)爐流程中大量使用的廢鋼的替代品，又可以成為電爐短流程中廢鋼的主要來源。因此，該工藝技術(shù)路線的打通，對鋼鐵行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的推動作用是顯而易見的。

本發(fā)明的工藝路線是采用氣基+煤基相結(jié)合的復(fù)合直接還原豎爐處理高磷鮞狀赤鐵礦，生產(chǎn)直接還原鐵產(chǎn)品。將高磷鮞狀赤鐵礦粉與煤粉、脫磷劑和粘接劑按合適的比例進(jìn)行配料、混碾、壓球，制成冷固結(jié)球團(tuán)，該固結(jié)球團(tuán)經(jīng)過烘干或養(yǎng)生處理，進(jìn)入直接還原豎爐；球團(tuán)在直接還原豎爐內(nèi)，將自上而下地經(jīng)歷熱煤氣焙燒及氣基預(yù)還原、煤基直接還原和冷卻過程，固結(jié)球團(tuán)經(jīng)歷的氣基預(yù)還原、煤基直接還原溫度范圍850-1200℃，在豎爐內(nèi)的停留時間為1-5h；還原氣組成：為H₂/CO=1.2-4，(CO+H₂>90%，N₂<10%)，經(jīng)還原后的球團(tuán)密封冷卻，在冷卻段出口處，固結(jié)球團(tuán)溫度控制在100～200℃，再將固結(jié)球團(tuán)破碎、磁選和壓塊，得到的鐵產(chǎn)品中TFe≥88%，磷含量<0.3%。

所述的固結(jié)球團(tuán)抗壓強度>1500N；

所述的還原豎爐采用三段式的豎爐結(jié)構(gòu)：豎爐自上而下依次為球團(tuán)焙燒及氣基預(yù)還原段、煤基直接還原段和冷卻段，豎爐的空間和高度方向可確保球團(tuán)的下料速度控制在2-8m/h范圍內(nèi)；

在焙燒及氣基預(yù)還原段，豎爐內(nèi)溫度控制在850～950℃范圍；在煤基直接還原段，豎爐內(nèi)溫度控制在950～1200℃范圍。

所述的鮞狀赤鐵礦重量百分含量TFe：>40%，SiO₂：4-15%，Al₂O₃：>5%，P：0.4-1.0%。

所述的冷固結(jié)球團(tuán)二元堿度為0.7-1.3；鮞狀赤鐵礦重量百分含量為65-85%；配煤：5-20%；粘結(jié)劑：3-7%。

所述的固結(jié)球團(tuán)中加入的提高球團(tuán)強度的物質(zhì)是硅質(zhì)粘結(jié)劑，防止固結(jié)球團(tuán)表面高溫還原黏結(jié)所配加的材料為氧化鈣質(zhì)、氧化鋁質(zhì)或氧化鎂質(zhì)材料。