CN102912111A - 一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述处理方法的步骤依次包括:(1)将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎;(2)将步骤(1)破碎的矿石进行金属化还原焙烧;(3)高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷,水淬焙砂球磨;(4)球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿;(5)将步骤(4)得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%优质铁水。本发明的方法的原矿无需细磨,直接破碎至-5mm即可,也无需造球,与添加剂、煤混匀即可,大大节约了磨矿和造球成本;熔分产出含磷小于0.01%的特级优质铁水,可作为生产优质钢的原料,产品产值高。
Description
技术领域
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,涉及一种含磷鲕状赤铁矿原矿金属化还原焙烧—磁选—熔分,同步脱磷、铝、硅,制备含磷小于0.01%的优质铁水的方法。
背景技术
鲕状赤铁矿嵌布粒度极细,且经常与菱铁矿、鲕绿泥石和含磷矿物共生或相互包裹,是目前国内外公认的最难选的铁矿石类型之一。国内鲕状赤铁矿、褐铁矿资源储量很大,两种资源加起来有60亿吨,其中铁矿资源储量的1/9为鲕状赤铁矿。鲕状赤铁矿常形成大型矿山,例如法国的洛林铁矿、美国的***铁矿以及我国北方的宣龙式铁矿、南方的宁乡式铁矿,此类资源的开发难度很大,目前尚未得到有效开发利用。
研究报导的高磷铁矿石脱磷方法主要有:物理分选法,包括重选(摇床、溜槽分级等)和磁选(强磁选、弱磁选、高梯度磁选等);浮选法,包括浮选、反浮选等;化学浸出,如酸洗等;还原焙烧法,包括磁化焙烧—磁选法和金属化还原焙烧—磁选等。此外,还有一些上述方法组成的联合工艺。但都存在脱磷不彻底、不能同时有效脱除铝硅等杂质、铁精矿品位低、铁回收率低、成本高、对环境危害大等缺点的一项或多项内容,尚未有一种可适于处理高磷鲕状赤铁矿的工艺或方法。
申请号为200910079152.4、发明名称为“一种用高磷鲕状赤铁矿直接生产海绵铁的工艺方法”的专利申请公开了加入占高磷鲕状赤铁矿重量20~30%的脱磷剂碳酸钠,以煤为还原剂在900~1000℃下还原焙烧30~40min,然后用弱磁选方法回收其中的金属铁,此流程能获得90%以上,磷含量~0.08%的产品。但此工艺需加入20~30%的碳酸钠,添加剂成本高,随大量碳酸钠的加入,焙砂熔点大大降低,焙烧过程易造成炉体粘结挂壁,且会使精矿中杂质Na2O含量高。
申请号为200910308267.6、发明名称为“一种由含磷鲕状赤铁矿制备炼钢炉料的方法”的专利申请公开了鲕状赤铁矿加入添加剂后造块,其中元明粉5~8%、硼砂1~2%、胡敏酸钠0.5~1%、黄腐酸钠0.5~1%,在1000~1050℃下恒温焙烧1.5~2h,冷却后碎磨,磁选得到品位~93%、磷含量~0.08%的金属铁粉,铁回收率~93%、磷脱除率~95%。但该方法中大量元明粉的加入致使铁粉含S过高。重复试验过程加入5%的元明粉,2%硼砂,1%胡敏酸钠,1050℃下恒温焙烧2h发现:水淬过程中H2S气味浓,操作环境恶劣;焙砂烧结严重,工业化生产中极易造成炉体的粘结挂壁,作业难度大;选出的铁粉S含量~1%,远超过炼钢炉料S含量的要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足,提供一种脱磷率高,且可同步脱除铝硅等杂质,产品质量好,铁回收率高,成本低,环境污染小,易实现工业化生产的一种由含磷鲕状赤铁矿原矿金属化还原焙烧—磁选—熔分,同步脱磷、铝、硅,制备含磷小于0.01%的优质铁水的方法。
上述目的是通过下述方案实现的:
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述处理方法的步骤依次包括:
(1)将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎;
(2)将步骤(1)破碎的矿石进行金属化还原焙烧;
(3)高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷,水淬焙砂球磨;
(4)球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿;
(5)将步骤(4)得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%的优质铁水。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(1)的破碎过程包括:配入占原矿重量1~8%的添加剂,添加剂为脱磷剂、活化剂、碱度调整剂的混合物,脱磷剂:活化剂:碱度调整剂的重量比为2.5~3:0.8~1:5.5~6;配入还原剂烟煤、无烟煤、褐煤的一种或多种,配入量占原矿重量的15~30%;破碎粒度小于5mm的超过95%。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述脱磷剂为NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl的一种或多种。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,活化剂为NaF、萤石、硼砂中的一种或多种。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,碱度调整剂为CaO、CaCO3、Na2CO3中的一种或多种。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(2)的金属化还原焙烧过程中,还原焙烧设备采用回转窑、转底炉、多膛炉的一种,热源为煤气、煤的一种,助燃气体为空气,高温区温度为900~1050℃,高温区停留时间为0.5~3h,控制出炉烟气CO/CO2为3.5~4.5。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(3)的高温焙砂缓冷后水淬急冷,水淬焙砂球磨过程是将步骤(2)所得高温焙砂经密封冷却筒冷却,至400~750℃后水淬急冷,焙砂球磨,磨矿粒度为小于0.074mm占85~95%。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(4)的磁选分离过程是将步骤(3)球磨矿浆进行磁选,进矿矿浆固体质量浓度控制在15%~25%,磁场强度控制在800~1500奥斯特,得到精矿铁粉和尾矿。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(5)的电炉熔分过程是将步骤(4)得到的铁粉熔分,添加0.1~2%造渣剂,温度控制1550~1650℃,时间1~3h,得到含磷小于0.01%的优质铁水。
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述造渣剂为CaO、CaCO3的一种或两种。
本发明的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,原矿配入添加剂、还原剂破碎后金属化还原焙烧—磁选—熔分工艺,制备含磷小于0.01%的优质铁水,与传统的洗选工艺及最近开发的配入碳酸钠、元明粉等铁质化焙烧工艺相比,该方法具有以下特点:原矿无需细磨,直接破碎至-5mm即可,也无需造球,与添加剂、煤混匀即可,大大节约了磨矿和造球成本;添加剂价格低廉,用量少,添加剂带入的其它杂质含量低,特别是不会带入炼钢难处理的杂质S;铁与磷、铝、硅等杂质的磁选分离效率高,磷、铝、硅脱除率高和铁回收率高;熔分产出含磷小于0.01%的优质铁水,可作为炼钢的优质原料,产品产值高。
本发明的方法处理鲕状赤铁矿,金属化还原焙烧—磁选过程:铁选出率90~95%,磷脱除率88~95%,精矿铁粉中:Fe 85~95%,P 0.1~0.2%,S 0.05~0.15%,Al2O3 <2%,SiO2<4%;熔分制备优质铁水过程:铁回收率大于98%,磷脱除率95~99%,铁水中P ~0.005%。
附图说明
图1 本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,以含磷鲕状赤铁矿为原料,配入添加剂、还原剂混匀破碎后金属化还原焙烧—磁选—熔分工艺,制备含磷小于0.01%的优质铁水。该方法包括如下步骤。
1、原矿配入添加剂、煤混匀后破碎,破碎粒度小于5mm超过95%。
2、将步骤1得到的碎矿金属化还原焙烧,控制温度950~1050℃,还原时间0.5~3h,炉内烟气CO/CO2为3.5~4.5。
3、将步骤2得到的高温焙砂缓冷至400~750℃后水淬急冷,水淬焙砂球磨,球磨粒度为小于0.074mm占85~95%。
4、将步骤3得到的球磨矿浆进行磁选,矿浆质量浓度控制在15~25%,磁场强度控制在800~2000奥斯特,得到精矿矿浆和尾矿矿浆,经浓密过滤得到铁粉和尾矿。
5、将步骤4得到的铁粉熔分,温度1550~1600℃,时间0.5~3h,得到含磷小于0.01%的优质铁水。
实施例1
10000g鲕状赤铁矿(TFe ~43%,P~0.9%,Al2O3~7%,SiO2~22%),加入添加剂500g(其中NaCl 150g,NaF 50g,CaO 300g)和褐煤3000g,混匀后破碎至小于5mm占96%,碎料金属化还原焙烧,控制温度950℃,炉内烟气中CO/CO2=3.8,停留时间1h,产出焙砂经换热冷却筒冷却至500℃后水淬,水淬焙砂球磨至小于0.074mm占94%,球磨后调浆至矿浆浓度20%,在1500奥斯特下磁选,得到精矿类铁粉(TFe~90%,P~0.13%,Al2O3~1.7%,SiO2~3.6%),其中铁选出率~89%,磷脱除率~93%。所得铁粉进行高温熔分,控制温度1550℃,恒温时间2h,得到优质铁水(P~0.004%)。
实施例2
20000g鲕状赤铁矿(TFe ~43%,P~0.9%,Al2O3~7%,SiO2~22%),加入添加剂1200g(其中KCl与MgCl2共计400g,萤石100g,CaCO3 700g)和烟煤4500g,混匀后破碎至小于5mm占97%,碎料金属化还原焙烧,控制温度1000℃,炉内烟气中CO/CO2=4.0,停留时间2h,产出焙砂经换热冷却筒冷却至520℃后水淬,水淬焙砂球磨至小于0.074mm占95%,球磨后调浆至矿浆浓度20%,在1000奥斯特下磁选,得到精矿铁粉(TFe~91%,P~0.12%,Al2O3~1.6%,SiO2~3.4%),其中铁选出率~90%,磷脱除率~92%。所得铁粉进行高温熔分,控制温度1580℃,恒温时间1.5h,得到优质铁水(P~0.006%)。
实施例3
10000g鲕状赤铁矿(TFe ~43%,P~0.9%,Al2O3~7%,SiO2~22%),加入添加剂700g(其中NaCl与CaCl2共计210g,萤石+硼砂80g,CaO与Na2CO3共计410g)和无烟煤2500g,混匀后破碎至小于5mm占99%,碎料金属化还原焙烧,控制温度1030℃,炉内烟气中CO/CO2=4.2,停留时间3h,产出焙砂经换热冷却筒冷却至520℃后水淬,水淬焙砂球磨至小于0.074mm占94%,球磨后调浆至矿浆浓度20%,在2000奥斯特下磁选,得到精矿铁粉(TFe~90%,P~0.14%,Al2O3~1.8%,SiO2~3.9%),其中铁选出率~91%,磷脱除率~92%。所得铁粉进行高温熔分,控制温度1600℃,恒温时间1h,得到优质铁水(P~0.004%)。
Claims (10)
1. 一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述处理方法的步骤依次包括:
(1)将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎;
(2)将步骤(1)破碎的矿石进行金属化还原焙烧;
(3)高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷,水淬焙砂球磨;
(4)球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿;
(5)将步骤(4)得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%的优质铁水。
2.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(1)的破碎过程包括:配入占原矿重量1~8%的添加剂,添加剂为脱磷剂、活化剂、碱度调整剂的混合物,脱磷剂:活化剂:碱度调整剂的重量比为2.5~3:0.8~1:5.5~6;配入还原剂烟煤、无烟煤、褐煤的一种或多种,配入量占原矿重量的15~30%;破碎粒度小于5mm的超过95%。
3.根据权利要求2所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述脱磷剂为NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,活化剂为NaF、萤石、硼砂中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,碱度调整剂为CaO、CaCO3、Na2CO3中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(2)的金属化还原焙烧过程中,还原焙烧设备采用回转窑、转底炉、多膛炉的一种,热源为煤气、煤的一种,助燃气体为空气,高温区温度为900~1050℃,高温区停留时间为0.5~3h,控制出炉烟气CO/CO2为3.5~4.5。
7.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(3)的高温焙砂缓冷后水淬急冷,水淬焙砂球磨过程是将步骤(2)所得高温焙砂经密封冷却筒冷却,至400~750℃后水淬急冷,焙砂球磨,磨矿粒度为小于0.074mm占85~95%。
8.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(4)的磁选分离过程是将步骤(3)球磨矿浆进行磁选,进矿矿浆固体质量浓度控制在15%~25%,磁场强度控制在800~1500奥斯特,得到精矿铁粉和尾矿。
9.根据权利要求1所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述的步骤(5)的电炉熔分过程是将步骤(4)得到的铁粉熔分,添加0.1~2%造渣剂,温度控制1550~1650℃,时间1~3h,得含磷小于0.01%的优质铁水。
10.根据权利要求9所述的一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法,其特征在于,所述造渣剂为CaO、CaCO3的一种或两种。
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