[發明專利]一種鐵礦石豎爐-回轉窯直接還原生產鐵粉工藝

有效

• 申請號: 201410380940.8
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104195278A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王明華;權芳民;雷鵬飛;展仁禮;魯逢霖;張志剛;寇明月;付濤
• 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: C21B13/08
• 分類號: C21B13/08;C22B1/02;F27D17/00;B03C1/00
• 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，涉及一種鐵礦石豎爐-回轉窯直接還原生產鐵粉工藝。

背景技術

隨著國內高品位富礦及易選礦資源的日趨枯竭，難選低品位礦石的開發利用成為鋼鐵企業關注的重點。在難選低品位鐵礦石直接還原方面，由于鐵礦石晶體粒度分布一般在5～20μm之間，鐵礦物大多與脈石共生，分散程度較高，嵌布關系較為復雜。為使這類鐵礦石得到有效利用，國內外進行了大量的研究工作，主要是在磁鐵礦的礦物組成、物相及嵌布特性的研究基礎上，采用傳統的強磁選、單一浮選(包括正浮選、反浮選等)、磁化焙燒-磁選以及磁選-浮選等工藝對原礦進行研究，其結果表明這些工藝均不能實現這類鐵礦物的有效富集。當這類鐵礦石在1050～1150℃溫度下進行煤基直接還原時，礦石中鐵氧化物晶粒在逐級還原過程中（Fe₂O₃→Fe₃O₄?→FeO→Fe）不僅不能得到長大，而且高溫下礦石中石英、硅酸鹽礦物與FeO、Fe₃O₄易于生成低熔點化合物鐵橄欖石(2FeO.Si0₂)，當低熔點化合物發生軟化和熔化后可形成液相，包裹在團塊表面，影響還原氣氛向團塊內部擴散,使鐵礦石的還原速度降低,并造成生產鐵精粉的鐵品位及金屬回收率降低。同時，在直接還原過程中采用未氧化的球團礦，在還原的高溫段球團強度較低（干球抗壓強度只有80～100N/個），難以滿足回轉窯還原的生產需要。

為使難選低品位鐵礦石在直接還原過程中不產生液相，同時滿足球團礦還原強度的需要，國內在對鐵礦石直接還原溫度降低到950～1200℃的情況下，采用的還原設備主要有隧道窯、轉底爐和回轉窯。隧道窯設備對球團礦的強度要求較低，但球團礦在隧道窯內一般需要停留30～40h才能得到充分還原，造成隧道窯單窯產量較低；對于轉底爐設備，由于物料在爐內停留時間一般為30～50min，較短的還原時間造成產品的金屬化率較低，不能滿足煉鋼轉爐或電爐對還原鐵質量的要求，同時轉底爐設備較難實現大型化；對于回轉窯設備，由于原礦制備的球團礦在回轉窯高溫段還原時強度較低甚至發生粉化現象，粉化的細粉在回轉窯的高溫下，其表面容易產生熔化現象，從而造成球團礦內部鐵礦石還原的困難，同時熔化的細粉粘附在回轉窯的窯壁上，造成窯體的結圈現象，從而造成回轉窯還原質量下降。

發明內容

本發明針對難選低品位鐵礦石直接還原中存在的球團礦強度及金屬回收率較低的問題，提供了一種鐵礦石豎爐-回轉窯直接還原生產鐵粉工藝。

為此，本發明采用如下技術方案：

一種鐵礦石豎爐-回轉窯直接還原生產鐵粉工藝，包括如下工藝步驟：

（1）鐵礦石的干磨、造球：磨礦到粒度-200目占80%以上后進行磁選富集，得到鐵品位為35～45%的粗精礦粉，得到的粗精礦粉與膨潤土按100:1～3質量比混合后進行潤磨、造球，得到粒度為8～16mm的球團礦；

（2）球團礦的干燥預固結及氧化焙燒：將球團礦從豎爐頂部加入，在豎爐干燥帶，球團礦經過溫度200～400℃、時間10～15min干燥后依靠自身重力下流到豎爐預熱焙燒帶和均熱帶，在預熱焙燒帶和均熱帶，球團礦經過溫度1200～1300℃、時間40～50min的氧化焙燒后，得到充分的加熱、氧化和固結；高溫球團礦再依靠自身重力下流到冷卻帶并與上升冷卻氣流進行熱交換，當球團礦溫度降低到500～600℃、FeO含量降低到1%以下、強度達到1500N/個以上時從豎爐底部排出；

（3）氧化球團礦的直接還原：從豎爐排出的溫度為500～600℃氧化球團礦與干燥后粒煤按100：40～50的質量比混合后加入到回轉窯中進行還原，控制球團礦還原溫度為1050～1150℃、時間為60～120min；

（4）還原球團礦的余熱回收：將還原回轉窯排出的1050～1150℃還原球團礦加入到余熱回收裝置中，使球團礦與空氣進行間接換熱，當還原球團礦溫度降低到200℃以下時從余熱回收裝置中排出；

（5）還原球團礦的磨選：將余熱回收裝置排出的物料進行磁選分離，得到的磁性物料磨礦到粒度-200目占80%以上后再進行弱磁選，得到金屬化率85%以上、鐵品位80%以上的金屬化鐵粉。