[發明專利]高爐瓦斯灰與難選低品位鐵礦石隧道窯聯合直接還原工藝

有效

• 申請號: 201410248707.4
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104004874A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 王明華;雷鵬飛;權芳民;展仁禮;魯逢霖;張志剛;張頌堯;王欣;寇明月
• 申請（專利權）人: 甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C21B3/04
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 趙立權

技術領域

本發明屬于冶金和礦物工程技術領域，涉及一種高爐瓦斯灰與難選低品位鐵礦石隧道窯聯合直接還原工藝。

背景技術

???目前，國內對于高爐瓦斯灰、難選低品位鐵礦石的開發利用普遍采用單一物料的處理方法，其處理方法和利用現狀如下：

（1）高爐瓦斯灰處理現狀

隨著鋼鐵工業的迅猛發展，高爐瓦斯灰每年排放量十分巨大。目前，該類粉塵由于長期得不到有效處理，在許多鋼廠附近堆積如山，不僅占據了大量的土地，也污染了環境，對人身體造成了危害，又浪費了其中鐵、鋅、鉛、碳等有價資源。

為使高爐瓦斯灰泥得到合理利用，近十年來國內鋼鐵企業在污泥、粉塵等廢棄物的利用方面做了大量工作，改變了原來將粉塵和污泥用作燒結原料的做法，其主要做法有：對于煉鋼塵泥用來壓制成冷固球團加入煉鋼進行利用，這種方法雖然較好地利用了煉鋼塵泥中的鐵氧化物及氧化鈣，但由于煉鋼過程中對鐵氧化物的還原量有限，只能在冶煉中進行少量加入，同時煉鋼加入的冷固球團容易產生粉化；當高爐瓦斯灰采用回轉窯工藝進行利用時，在解決鋅的富集、回收利用含碳資源時，存在著回轉窯內的結圈問題；當高爐瓦斯灰采用轉底爐進行脫Zn、Pb并利用其中碳和鐵氧化物時，一般通過配加一定量的氧化鐵皮來制成含碳球團，并使其在高溫下進行還原，這種方法雖然可大量處置含鐵塵泥，得到純度很高的富含鋅鉛的二次粉塵和高爐用金屬化球團兩種產品，但存在的主要問題是高爐瓦斯灰中碳利用效率不高，原料需要經過造球后進行焙燒，還原產品的金屬化率不高。

（2）難選低品位鐵礦石處理現狀

我國鐵礦石的主要特點是“貧”、“細”、“雜”，平均鐵品位為32%，其中97%的難選鐵礦石需要選礦進行處理。我國難選低品位鐵礦石主要種類有菱鐵礦、赤褐鐵礦和混合型微細粒低品位鐵礦石。①菱鐵礦屬于資源較為豐富的低品位復雜難選礦之一，其理論鐵品位僅48.2%，且經常與鈣鎂錳呈類質同像共生，用物理選礦方法鐵精礦品位很難達到45%以上，再加上菱鐵精礦燒結性能較差，因此，菱鐵礦精礦很難被鋼鐵公司所接受。②赤褐鐵礦也屬于復雜難選礦之一，褐鐵礦富含結晶水，極易泥化，比磁化系數很低，通常采用物理選礦回收鐵精礦品位低于60%，同時很難獲得較高的金屬回收率。③混合型微細粒低品位鐵礦石的選礦工藝復雜，分選效率差。當鐵礦中含相當數量的赤鐵礦、鏡鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦等，各種鐵礦物物理化學性能及嵌布粒度相關懸殊，同時，其中脈石礦物較復雜，含鐵硅酸鹽含量高，屬于較為難選鐵礦。

難選低品位鐵礦石中鐵氧化物含量較低，造成鐵礦石在還原過程中碳氧化物濃度較低，同時由于受經濟與技術水平的制約，難選低品位鐵礦石當采用常規的磨礦磁選及反浮選、磁化焙燒、直接還原等工藝時，均存在著金屬回收率較低、生產產品的鐵品位較低、還原時間較長、生產成本較高的問題，致使一些鐵礦山在開采過程中剝離出大量微細粒低品位鐵礦石被堆置未加利用，同時還有大量微細粒低品位鐵礦石至今尚未開發利用。

從以上高爐瓦斯灰、難選低品位鐵礦石處理方法可以看出，高爐瓦斯灰和難選低品位鐵礦石進行單一處理時，均不能達到滿意的處理效果。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種高爐瓦斯灰與難選低品位鐵礦石隧道窯聯合直接還原工藝，該工藝能夠充分利用高爐瓦斯灰中碳進行高爐瓦斯灰中的鐵氧化物與難選低品位鐵礦石的還原，并顯著提高了鐵礦石直接還原的金屬化率、縮短了還原時間。

為此，本發明采用如下技術方案：

一種高爐瓦斯灰與難選低品位鐵礦石隧道窯聯合直接還原工藝，包括如下工藝步驟：

（1）將0-3mm粒級鐵礦石與高爐瓦斯灰按100：185-235的比例進行配料混合，得到細粒級物料；將1mm以上粒級鐵礦石按不同粒級范圍分級，并與與之具有相同粒級范圍的還原煤按100:35-40的比例進行配料混合，得到粗粒級物料；

（2）在隧道窯窯車耐火導熱板上從下往上依次鋪設厚度為80-100mm的細粒級物料和20-50mm的粗粒級物料；其中，粗粒級物料為一層或多層，且各層粗粒級物料的粒級范圍一定，并且多層鋪設時各層粗粒級物料的粒級范圍由下至上呈梯度增加；

（3）將物料隨窯車置入隧道窯內進行高溫還原，還原溫度為1050-1150℃、還原時間為60-120min。

進一步地，步驟（2）中，細粒級物料下方和最上層粗粒級物料的上方均鋪設有5-10mm厚的還原煤層，所述還原煤的粒級為1-5mm。

????進一步地，所述步驟（1）和（2）中，所述還原煤選用蘭炭、無煙煤、冶金焦粉或煙煤；并優選蘭炭。