[發明專利]一種高磷鐵礦分離磷和鐵的方法

有效

• 申請號: 202110633819.1
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113444877B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 郭培民;王磊;孔令兵;趙沛;林萬舟;周強
• 申請（專利權）人: 鋼研晟華科技股份有限公司;中國鋼研科技集團有限公司
• 主分類號: C22B1/242
• 分類號: C22B1/242;C21B13/00;C21B13/14
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 程虹

本發明公開了一種高磷鐵礦分離鐵和磷的方法，屬于高磷鐵礦綜合利用領域，解決目前高磷鐵礦不能被充分利用的技術難題。本發明采用密閉鋼帶加熱爐作為加熱還原設備，將反應溫度控制在950℃～1100℃，反應時間控制在25min～200min，得到熱還原球團，熱還原球團中的高磷鐵礦粉中鐵的還原率超過85％，磁選分離后，能得到全鐵質量百分含量超過91％的金屬鐵粉，高磷鐵礦的鐵、磷分離效果好。本發明的方法能夠在低碳、低溫條件下實現磷和鐵的高效分離，且工藝流程簡單、環保，適于工業化規模利用高磷鐵礦，能夠解決目前高磷鐵礦不能被充分利用的技術難題。

技術領域

本發明屬于高磷鐵礦綜合利用領域，尤其涉及一種高磷鐵礦分離磷和鐵的方法。

背景技術

我國高磷鐵礦儲存量達74.5億噸。高磷鐵礦石中的磷主要以磷灰石或氟磷灰石形態與其它礦物共生，具有鐵礦物嵌布關系復雜、粒度極細、共(伴)生組分多及磷元素含量高等特點，屬于難選礦石，處理成本高，經濟價值低。因此，大量的高磷鐵礦尚未得到工業化利用。

目前主要的研究方法包括重選礦法、磁選法、浮選法、浸出法和焙燒-磁選等。采用重選礦法、磁選法處理高磷鐵礦雖然成本低、方法適用性強，但普遍存在鐵回收率低、磷脫除率低的問題。浮選雖能有效提鐵降磷，但磨礦過程中由于嵌布特點易泥化，鐵損失較大，化學浸出法成本高昂，且會嚴重腐蝕設備，對環境也有很大影響。微生物浸出法脫磷效果明顯，且低消耗無污染，但處理時間較長，難以適用于大規模鐵礦石脫磷。

CN 111621611公開了一種基于氣基能源的兩步法高磷含鐵資源鐵磷高效分離的方法，第一步，在1000℃下分別用CO和H₂還原礦粉2h～4h，第二步在1450℃～1600℃下進行熔融分離10min，最終水淬和磁選得到含磷量0.05％～0.1％的固態粒裝生鐵和玻璃渣。

CN 111961802公開了一種以高磷鐵礦為原料冶煉鋼水的工藝。將高磷鐵礦直接作為煉鋼原料使用，在一個電爐(200kg感應爐)內1500℃～1700℃加入造渣劑、底部吹氬攪拌，完成還原熔分和脫磷，然后進入另一個電爐(200kg感應爐)內加入造渣劑，軟吹氧、底部弱吹氬攪拌，完成脫碳任務，最終獲得鋼水。

CN 111893239公開了一種利用直接還原法結合電爐雙渣法冶煉高磷鐵精礦的工藝。先在1000℃將礦粉用CO和H₂還原30min，然后通過直接還原耦合電爐(10kg感應爐)通電升溫，下氧槍吹氧，底部吹氬，加入造渣劑進行深度脫磷；拔渣后，降低氧槍高度，加大吹氧和底吹氬強度，同時加入造渣劑，實現深脫碳，雙渣法冶煉技術，直接獲得鋼水。此方法雖未公開耦合電爐溫度，但從反應本質看，溫度也應在1500℃～1700℃之間。

綜上所述，針對高磷礦的綜合利用，前人做了較多的研究工作?？刹殚喌奈墨I及專利顯示，把高磷鐵礦作為煉鐵工序的原料使用，無論是研究涉及的直接還原(氣基或煤基還原)、熔融還原、還是還原+熔分的工藝思路，均以得到合格鐵水為目標。然而，所有研究均表明還原條件下Fe/P分離極為困難。高磷鐵礦若想在鋼鐵工業中大規模應用，亟需一種能夠在較低溫度下實現Fe/P有效分離的方法。

同時，目前開展高磷鐵礦還原工藝裝備是隧道窯或回轉窯，其噸鐵處理能耗超過1200kg煤，經濟性差，二氧化碳排放量太大。因此，更進一步亟需一種低碳、低能耗、環保的高磷鐵礦Fe/P分離方法。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明提供一種更適于鋼鐵工業中大規模應用的高磷鐵礦分離磷和鐵的方法，以提高高磷鐵礦的工業化利用水平，降低處理成本，提高經濟價值。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：

本發明的一種高磷鐵礦分離磷和鐵的方法，包括以下步驟：

步驟1：將高磷鐵礦粉、還原劑、添加劑、粘結劑按照質量比100:12～27:0～10:2～8配料并混勻；

步驟2：將混勻的物料冷壓成球團；