[發明專利]一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法

有效

• 申請號: 201410215362.2
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103993162A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 劉玉寶;趙二雄;王小青;張先恒;陳國華;徐廣堯;葉新
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;巴彥淖爾市農墾弘通還原鐵有限公司
• 主分類號: C22B1/11
• 分類號: C22B1/11;C22B1/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，屬于冶金化學技術領域。

背景技術

我國是鈮消耗大國，但是目前幾乎全部依賴進口。白云鄂博礦中含有大量的鈮，遠景氧化物（Nb₂O₅）儲量660萬噸，但是由于品位低，雜質含量高，導致其不能直接進入冶煉環節。尤其是精礦中Fe、P的含量將直接影響到鈮鐵合金中鈮品位及鈮磷比。

高磷鈮鐵精礦含鐵30-50mass%，含磷0.1-1.5mass%，鈮含量1-5mass%。由于鐵、磷含量高，鈮品位低，致使此種礦難以達到冶煉鈮鐵合金的要求。如果直接將此種精礦直接進行冶煉，磷、鐵將與鈮同時被還原進入合金，導致合金鈮品位低，磷含量高。后期使用過程中還需要大量造渣劑脫磷，增加了使用成本。

目前，國內脫鐵除磷方法主要有選礦方法、化學方法、生物技術以及冶煉方法。選礦成本高，回收率極低；化學方法成本高且存在廢水處理問題；生物技術雖然環保、能耗低，但是工藝流程長、效率低、成本高；冶煉方法脫鐵除磷的案例中，有的向造渣劑中加氟化鈣，高溫下氟化鈣不但侵蝕爐襯，而且污染環境。中國專利一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法（申請號201010534858.8）采用冷固結球團直接還原—磁選的方法脫鐵除磷，但是該方法在冷固結造塊過程中外加大量粘結劑，因此導致了成本上升和冶煉時渣量明顯增加；同時在高溫條件下粘結劑極易失效，致使球團出現粉化、內部結圈等現象，增加了勞動成本。

發明內容

本發明的目的是旨在克服現有技術缺陷，提供一種工藝簡單、脫磷率、脫鐵率高、鈮收率高的高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：采用選擇性還原和熔分兩大工序，選擇性還原是將含鈮鐵精礦與蘭炭按（50-70）:（50-30）的重量比裝入碳化硅反應罐中，在高溫爐內于850～1050℃條件下還原，保溫40～60小時；固態還原成含物理鐵的精礦團塊，隨爐冷卻至200～300℃，將還原產物取出后清理得到還原后的塊狀精礦；熔分是將還原后的塊狀精礦和白灰混勻后裝入電爐，控制堿度0.5±0.1，熔分溫度1370～1500℃之間，保溫時間2～30min，澆注冷卻，得到含磷生鐵和低磷、低鐵的鈮渣。

所述鈮鐵精礦粒度＜150目、蘭炭粒度＜2cm；

將含鈮鐵精礦與蘭炭裝入碳化硅反應罐中前，應在罐底鋪1±0.5?cm厚的蘭炭顆粒，以防止出罐時粘結；

所述高溫爐為電阻爐、或為隧道窯、或為回轉窯；

所述電爐為中頻感應爐、或為電弧爐。

上述方法中：鈮收率＞98%，脫磷率＞90%，脫鐵率＞90%。

由于采用上述技術方案，本發明具有以下優點：

（1）采用罐式選擇性還原，不需造球，裝料簡便；采用半焦還原，低成本；還原后物料混合物未帶入灰分，粘結劑等雜物。

（2）脫鐵除磷率高，鈮收率高。鈮收率＞98%，脫磷率＞85%，脫鐵率＞85%。

（3）造渣劑堿度低，堿度一般在0.5±0.1。

附圖說明

圖1是本發明的碳化硅反應罐的縱剖圖；

圖2是本發明的碳化硅反應罐的橫剖圖。

圖中：1、碳化硅反應罐，2、含鈮鐵精礦，3、蘭炭。

具體實施方式

實施例1

選擇高磷鈮鐵精礦成分為：Fe₂O₃58.27mass%、FeO1.35mass%、SiO₂19.93mass%、Nb₂O₅1.26mass%、MgO1.33mass%、TiO₂3.69?mass%、?CaO1.92?mass%、CaF₂1.64mass%、P₂O₅2.37?mass%；使用的還原劑為蘭炭，灰分12.5%，揮發份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45～4mm；精礦與蘭炭重量比50:50，裝料示意圖如圖1、2所示。將裝好的罐放入電阻爐進行選擇性還原，還原溫度900℃，還原時間60小時。隨爐冷卻至200℃，將還原產物取出、清理。然后把還原后的團塊添加白灰調整堿度至0.5加入到內襯石墨坩堝的中頻爐內進行熔分，熔分溫度1450℃，熔分時間10min。澆注冷卻得到含磷生鐵和低鐵低磷鈮渣。對含磷生鐵和低磷低鐵鈮渣進行分析并計算得到脫磷率92.3%，脫鐵率94.4%，鈮收率99%。

實施例2