專利名稱：一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵礦石脫磷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的 方法。
背景技術(shù)：
隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對于鐵礦石的需求越來越多。然而進口鐵礦石價 格的大幅度提高，導(dǎo)致我國鋼鐵工業(yè)面臨著巨大的資源壓力。而國內(nèi)鐵礦石雜質(zhì)含量偏高， 致使很多鐵礦石不能直接進入冶煉環(huán)節(jié)，特別是在我國湖北、湖南、云南等地均有大量高磷 鐵礦。一般來說，采用常規(guī)的選礦方法無法將鐵礦石中的磷脫至合格水平，并且成本極高， 將導(dǎo)致我國的高磷鐵礦資源始終沒有被有效的開發(fā)利用，故探尋一種經(jīng)濟有效的方法，使 高磷鐵礦的磷含量降低到合格水平，這對于我國高磷鐵礦的開發(fā)利用具有積極的現(xiàn)實意 義。高磷赤鐵礦含鐵41. 95 52. 60wt%，含磷0. 3 1. 8wt%, Si02含量在10 15wt%左右。雜質(zhì)磷主要以磷灰石的形式存在，在選礦和燒結(jié)過程中不易去除。鐵礦石中 赤鐵礦嵌布粒度極細，且與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物相互包裹，致使赤礦石鐵品位和含 磷量難以達到冶煉要求。如果直接將高磷礦送入高爐，磷將被還原進入鐵水，得到高磷鐵 水后轉(zhuǎn)爐煉鋼需要大量的造渣劑脫磷，鐵水預(yù)處理階段脫磷也存在渣量大及鐵水降溫等問 題。為避免過多增加冶煉成本，因此在煉鐵或煉鋼之前必須設(shè)法將礦石中的磷去除。目前，國內(nèi)外高磷鐵礦除磷的方法主要有選礦方法、化學(xué)方法、生物技術(shù)以及冶 煉方法。選礦方法成本高，回收率低(林祥輝，羅仁美等.鄂西難選鐵礦的選礦與藥劑研究 新進展，礦業(yè)工程，2007 (3) :28 29)；化學(xué)方法成本高且存在廢水處理問題；生物技術(shù)雖 然環(huán)保、能耗低，但是存在工藝流程長、運行管理復(fù)雜、效率低、成本高的問題(何良菊，胡 芳仁，魏德州.梅山高磷鐵礦石微生物脫磷研究，礦冶，2000(1) :31 35)；在采用冶煉方 法脫磷的案例中，大多會向造渣劑中添加CaF2，高溫下CaF2不但侵蝕爐襯，而且污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單、脫磷率高、金屬收得率 高、環(huán)境污染小和殘渣能回收利用的高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先將60 83wt%的高磷赤鐵礦粉、 10 15襯％的碳質(zhì)還原劑、6 15wt%的生石灰和1 10wt%的添加劑混合均勻，壓制 成團塊，干燥，再在高溫爐內(nèi)于1250 1350°C條件下還原，保溫15 30min ；隨爐冷卻至 600 800°C，將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，研磨，磁選，即可得到生鐵顆粒。其中添加劑或為碳酸鈉、或為碳酸鉀、或為碳酸鈉和碳酸鉀的混合物；干燥為 110 120°C條件下烘干至恒重；高溫爐或為電阻爐、或為回轉(zhuǎn)窯、或為轉(zhuǎn)底爐；高溫爐爐內(nèi) 氣氛為中性氣氛或為弱還原性氣氛。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、高溫下，高磷赤鐵礦通過碳還原，還原出金屬鐵，通過研磨和磁選將生鐵顆粒與 渣分離，達到脫磷提鐵的目的，工藝簡單，還原15 20min，時間短；2、脫磷率高，最高能去除鐵礦石95%的磷，鐵中含碳3. 5% 4. 6%，鐵收得率高 達 82% 97% ；3、造渣劑堿度低，生石灰為6 15wt%，添加量少；4、造渣劑中加入少量的碳酸鈉或碳酸鉀，提高了熔渣的脫磷能力，并且含硅、磷、 鉀的殘渣不污染環(huán)境，殘渣能回收利用作為復(fù)合肥料；5、造渣劑中不含CaF2，避免了高溫下CaF2侵蝕爐襯和對環(huán)境的污染。因此，本發(fā)明具有還原時間短，工藝簡單，脫磷率和鐵收得率高，對環(huán)境污染小，殘 渣能回收利用等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明得到的一種鐵粒的形貌照片；圖2是圖1所得鐵粒的渣的X射線衍射圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述，并非對其保護范圍的限制。實施例1一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。先將60 70wt%的高磷赤鐵礦粉、 13 15襯％的碳質(zhì)還原劑、12 15wt%的生石灰和5 10wt%的添加劑混合均勻，壓制 成團塊，干燥，再在高溫爐內(nèi)于1250 1300°C條件下還原，保溫15 30min ；隨爐冷卻至 600 800°C，將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，研磨，磁選，即可得到生鐵顆粒。本實施例中的添加劑為碳酸鈉，高溫爐為電阻爐，調(diào)整爐內(nèi)氣氛為中性氣氛。本實施例還原時間短，工藝簡單，對環(huán)境污染小，殘渣可回收利用，脫磷效率為 82% 90%，鐵中含碳3. 5% 3. 8%，鐵收得率為85% 93%。實施例2一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。本實施例中的添加劑為碳酸鉀，高溫爐為轉(zhuǎn)底爐，調(diào)整爐內(nèi)氣氛為中性氣氛。其余 同實施例1。本實施例還原時間短，工藝簡單，對環(huán)境污染小，殘渣可回收利用，脫磷效率為 79% 87%，鐵中含碳3. 7% 3. 9%，鐵收得率為83% 89%。實施例3—種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。本實施例中的添加劑為碳酸鈉和碳酸鉀的混合物，高溫爐為回轉(zhuǎn)窯，調(diào)整爐內(nèi)氣 氛為弱還原性氣氛。其余同實施例1。本實施例還原時間短，工藝簡單，對環(huán)境污染小，殘渣可回收利用，脫磷效率為 82% 91%，鐵中含碳3. 6% 4. 1%，鐵收得率為87% 91%。實施例4一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。先將70 83wt%的高磷赤鐵礦粉、10 13襯％的碳質(zhì)還原劑、6 12wt%的生石灰和1 5襯％的添加劑混合均勻，壓制成團 塊，干燥，再在高溫爐內(nèi)于1300 1350°C條件下還原，保溫15 30min ；隨爐冷卻至600 800°C，將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，研磨，磁選，即可得到生鐵顆粒。本實施例中的添加劑為碳酸鈉，高溫爐為電阻爐，調(diào)整爐內(nèi)氣氛為中性氣氛。本實施例還原時間短，工藝簡單，對環(huán)境污染小，殘渣可回收利用，脫磷率為 88% 95%，鐵中含碳3. 9% 4. 5%，鐵收得率為82% 97%。實施例5一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。本實施例中的添加劑為碳酸鉀，高溫爐為轉(zhuǎn)底爐，調(diào)整爐內(nèi)氣氛為中性氣氛。其余 同實施例4。本實施例還原時間短，工藝簡單，對環(huán)境污染小，殘渣可回收利用，脫磷率為 80% 87%，鐵中含碳4. 4.6%，鐵收得率為85% 88%。實施例6一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。本實施例中的添加劑為碳酸鈉和碳酸鉀的混合物，高溫爐為回轉(zhuǎn)窯，調(diào)整爐內(nèi)氣 氛為弱還原性氣氛。其余同實施例4。本實施例還原時間短，工藝簡單，對環(huán)境污染小，殘渣可回收利用，脫磷率為 83% 89%，鐵中含碳3. 8% 4. 2%，鐵收得率為86% 94%。本具體實施方式
具有以下優(yōu)點高溫下，高磷赤鐵礦通過碳還原，還原出金屬鐵， 通過研磨和磁選將生鐵顆粒與渣分離，達到脫磷提鐵的目的，工藝簡單，還原15 20min， 時間短；脫磷率高，最高能去除鐵礦石95%的磷；鐵中含碳3. 5% 4. 6%，鐵收得率高達 82% 97%，圖1為本具體實施方式
得到的一種生鐵顆粒。本具體實施方式
造渣劑堿度低，生石灰為6 15wt%，添加量少；造渣劑中加入少 量的碳酸鈉或碳酸鉀，提高了熔渣的脫磷能力。所得鐵粒的渣進行X衍射分析，結(jié)果如圖2 所示，渣中主要物相為鈣黃長石、鉀硅鈣磷酸鹽和石英。渣中所含硅、磷、鉀的殘渣不污染環(huán) 境，殘渣能回收利用作為復(fù)合肥料；造渣劑中不含CaF2，避免了高溫下CaF2侵蝕爐襯和對環(huán) 境的污染。因此，本具體實施方式
具有還原時間短，工藝簡單，脫磷率和鐵收得率高，對環(huán)境 污染小，殘渣能回收利用等優(yōu)點。
權(quán)利要求
一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法，其特征在于先將60～83wt％的高磷赤鐵礦粉、10～15wt％的碳質(zhì)還原劑、6～15wt％的生石灰和1～10wt％的添加劑混合均勻，壓制成團塊，干燥，再在高溫爐內(nèi)于1250～1350℃條件下還原，保溫15～30min；隨爐冷卻至600～800℃，將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，研磨，磁選，即可得到生鐵顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法，其特征在于所述的添加 劑或為碳酸鈉、或為碳酸鉀、或為碳酸鈉和碳酸鉀的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法，其特征在于所述的干燥 為110 120°C條件下烘干至恒重。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法，其特征在于所述的高溫 爐或為電阻爐、或為回轉(zhuǎn)窯、或為轉(zhuǎn)底爐，高溫爐爐內(nèi)氣氛為中性氣氛或為弱還原性氣氛。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法。其技術(shù)方案是先將60～83wt％的高磷赤鐵礦粉、10～15wt％的碳質(zhì)還原劑、6～15wt％的生石灰和1～10wt％的添加劑混合均勻，壓制成團塊，干燥，再在高溫爐內(nèi)于1250～1350℃條件下還原，保溫15～30min；隨爐冷卻至600～800℃，將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，研磨，磁選，即可得到生鐵顆粒。其中添加劑或為碳酸鈉、或為碳酸鉀、或為碳酸鈉和碳酸鉀的混合物；干燥為110～120℃條件下烘干至恒重；高溫爐或為電阻爐、或為回轉(zhuǎn)窯、或為轉(zhuǎn)底爐，高溫爐爐內(nèi)氣氛為中性氣氛或為弱還原性氣氛。本發(fā)明具有還原時間短，工藝簡單，脫磷率和鐵收得率高，對環(huán)境污染小，殘渣能回收利用等優(yōu)點。
文檔編號C21B13/00GK101984079SQ201010534858
公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者朱誠意, 李光強, 李永軍, 樊希安 申請人:武漢科技大學(xué)