塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法。本發(fā)明將高硅難選鐵礦原料進(jìn)行初步粉碎，選用鐵礦石粒度為2～16mm，蘭炭中固定碳的質(zhì)量＞70%，蘭炭粒度為3～8mm；石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為1～5mm，塊狀石灰石的粒度為8～16mm；通過控制反應(yīng)物的粒度便于順利生產(chǎn)金屬化鐵粉。同時(shí)將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100∶10～20∶15～30進(jìn)行配料，可以對高硅難選鐵礦進(jìn)行還原生產(chǎn)。本發(fā)明適用于高硅難選鐵礦，經(jīng)過反應(yīng)可得到金屬化率＞90%、鐵品位＞80%的金屬化鐵粉，使得高硅難選鐵礦可以得到有效的利用。
【專利說明】塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鐵礦資源豐富，但96%以上的鐵礦為貧礦，貧礦平均鐵品位為32.6%，而貧礦中多數(shù)為高硅難選鐵礦，其鐵品位低28~35%、硅含量高20~48%。隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對鐵礦石的需求量逐年上升，鐵礦石資源經(jīng)過多年開采后，可供利用的富礦資源已經(jīng)很少，而各國對礦產(chǎn)資源的開發(fā)一般遵循先富后貧、先易后難的原則。因此，在我國可供利用的鐵礦資源日益趨向于貧、細(xì)、雜及價(jià)格大幅上漲的大情況下，儲量較大的難選鐵礦資源高效利用的技術(shù)研究已被提上了日程。目前，塊狀低品位難選鐵礦石主要特點(diǎn)是品位低和鐵氧化物的晶粒微細(xì)，與脈石嵌布緊密，部分鐵礦物呈膠質(zhì)狀態(tài)，單體解離度較低。采用常規(guī)的強(qiáng)磁選工藝、磁化焙燒-弱磁選、浮選等常規(guī)工藝難以進(jìn)行鐵礦物的有效富集，尤其作為超微細(xì)低品位的高硅鐵礦石資源，由于其有用礦物嵌布粒度極細(xì)、原礦物性質(zhì)復(fù)雜，采用磁選方法開發(fā)利用難度大，同時(shí)得到的鐵精粉品位也較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種還原率高、原料消耗小、適用于低品位礦石的塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù) 問題所采用的技術(shù)方案為:
塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，包括如下步驟:
A、原料選擇
鐵礦石粒度為2~16_ ;蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8_ ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為I~5mm，塊狀石灰石的粒度為8~16mm ;
B、按比配料
將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:10~20:15~30進(jìn)行配料；
C、還原焙燒
將鐵礦石、塊狀石灰石和蘭炭混合均勻，混合物料經(jīng)窯尾的漏斗送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，混合物料在窯內(nèi)的進(jìn)行焙燒，混合物料的焙燒溫度為1050~1200°C，還原時(shí)間為30~60min ;從窯頭拋入粉狀石灰石與高溫混合物料進(jìn)行反應(yīng)；
D、物料冷卻
高溫混合物料從窯頭排出后，在立式冷卻氣化器中進(jìn)行無氧冷卻，冷卻介質(zhì)采用高爐煤氣，當(dāng)高溫物料冷卻到200~300°C以下時(shí)從冷卻器中排出；
E、物料干選
冷卻后的物料經(jīng)過磁滑輪干選后，可得到磁性物料和非磁性物料；
F、磁性物料處理磁性物料經(jīng)過濕選并進(jìn)行研磨，磨礦粒度為200目，得到金屬化鐵粉。
[0005]G、非磁性物料的處理
將步驟E中非磁性物料進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)孔徑為5_，篩分出塊狀生石灰和粉料，粉料包含蘭炭、生石灰和灰分，粉料再經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0006]所述步驟A中鐵礦石粒度為2~16mm，將鐵礦石按粒度細(xì)分為2~8mm和8~16mm兩級；每次配料時(shí)選擇其中一級。
[0007]所述步驟F中將金屬化鐵粉和煤粉熱壓成鐵礦含碳球團(tuán)，鐵礦含碳球團(tuán)在高爐中反應(yīng)制備鋼水。
[0008]所述粉料經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭粒度為2mm < 5mm,未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰粒度為2mm < 5mm，細(xì)粉粒度為0.2mm < 2mm，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明將高硅難選鐵礦原料進(jìn)行初步粉碎，選用鐵礦石粒度為2~16_，蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8mm ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為I~5mm,塊狀石灰石的粒度為8~16_ ;通過控制反應(yīng)物的粒度便于順利生產(chǎn)金屬化鐵粉。同時(shí)將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:10~20:15~30進(jìn)行配料，可以對聞娃難選鐵礦進(jìn)彳丁還原生廣。
[0010]2、還原焙燒時(shí)爐內(nèi)加入配好的石灰石和蘭炭，進(jìn)行增氧還原焙燒，石灰石加熱到890°C以上時(shí)，分解出一定的CO2，CO2在高溫下與蘭炭中的C發(fā)生氣化反應(yīng)而生成高濃度CO，CO與礦石接觸使鐵礦石進(jìn)行聞效還原。同時(shí)反應(yīng)剩余的塊狀生石灰和未反應(yīng)的蘭炭回填入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，不僅節(jié)省了原料消耗，而且進(jìn)一步增強(qiáng)了反應(yīng)效果，適用于高硅難選鐵礦。
[0011]3、還原焙燒時(shí)塊狀石灰石和塊狀蘭炭從窯尾加入，窯頭拋入粉狀石灰石，使得整個(gè)還原焙燒過程均在還原環(huán)境下進(jìn)行，防止了反應(yīng)物與空氣接觸發(fā)生氧化，提高了生產(chǎn)效率。
[0012]4、將鐵礦石按粒級2~8mm和8~16mm進(jìn)行分級還原焙燒，以提高礦石還原質(zhì)量。將反應(yīng)剩余的非磁性物料進(jìn)行篩分，塊狀生石灰和未反應(yīng)的蘭炭回填入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用，大幅提高了原料的使用效率。
[0013]綜上所述，本發(fā)明適用于高硅難選鐵礦，經(jīng)過反應(yīng)可得到金屬化率>90%、鐵品位>80%的金屬化鐵粉，使得高硅難選鐵礦可以得到有效的利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖所示的塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，包括如下步驟:
A、原料選擇
鐵礦石粒度為2~16_ ;蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8_ ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為I~5mm，塊狀石灰石的粒度為8~16mm ;
B、按比配料
將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:10~20:15~30進(jìn)行配料；
C、還原焙燒
將鐵礦石、塊狀石灰石和蘭炭混合均勻，混合物料經(jīng)窯尾的漏斗送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，混合物料在窯內(nèi)的進(jìn)行焙燒，混合物料的焙燒溫度為1050~1200°C，還原時(shí)間為30~60min ;從窯頭拋入粉狀石灰石與高溫混合物料進(jìn)行反應(yīng)；
D、物料冷卻
高溫混合物料從窯頭排出后，在立式冷卻氣化器中進(jìn)行無氧冷卻，冷卻介質(zhì)采用高爐煤氣，當(dāng)高溫物料冷卻 到200~300°C以下時(shí)從冷卻器中排出；
E、物料干選
冷卻后的物料經(jīng)過磁滑輪干選后，可得到磁性物料和非磁性物料；
F、磁性物料處理
磁性物料經(jīng)過濕選并進(jìn)行研磨，磨礦粒度為200目，得到金屬化鐵粉；
G、非磁性物料的處理
將步驟E中非磁性物料進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)孔徑為5_，篩分出塊狀生石灰和粉料，粉料包含蘭炭、生石灰和灰分，粉料再經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0016]所述步驟A中鐵礦石粒度為2~16mm，將鐵礦石按粒度細(xì)分為2~8mm和8~16mm兩級；每次配料時(shí)選擇其中一級。
[0017]所述步驟F中將金屬化鐵粉和煤粉熱壓成鐵礦含碳球團(tuán)，鐵礦含碳球團(tuán)在高爐中反應(yīng)制備鋼水。
[0018]所述粉料經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭粒度為2mm < 5mm,未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰粒度為2mm < 5mm，細(xì)粉粒度為0.2mm < 2mm，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0019]實(shí)施例1
塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，包括如下步驟:
A、原料選擇
鐵礦石粒度為2~8mm ;蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8mm ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為I~5mm，塊狀石灰石的粒度為8~16mm ;
B、按比配料
將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:10:15進(jìn)行配料；
C、還原焙燒
將鐵礦石、塊狀石灰石和蘭炭混合均勻，混合物料經(jīng)窯尾的漏斗送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，混合物料在窯內(nèi)的進(jìn)行焙燒，混合物料的焙燒溫度為1050~1200°C，還原時(shí)間為30~60min ;從窯頭拋入粉狀石灰石與高溫混合物料進(jìn)行反應(yīng)；
D、物料冷卻
高溫混合物料從窯頭排出后，在立式冷卻氣化器中進(jìn)行無氧冷卻，冷卻介質(zhì)采用高爐煤氣，當(dāng)高溫物料冷卻到200~300°C以下時(shí)從冷卻器中排出；E、物料干選
冷卻后的物料經(jīng)過磁滑輪干選后，可得到磁性物料和非磁性物料；
F、磁性物料處理
磁性物料經(jīng)過濕選并進(jìn)行研磨，磨礦粒度為200目，得到金屬化鐵粉；金屬化鐵粉的金屬化率91%、鐵品位81% ;將金屬化鐵粉和煤粉熱壓成鐵礦含碳球團(tuán)，鐵礦含碳球團(tuán)在高爐中反應(yīng)制備鋼水；
G、非磁性物料的處理
將步驟E中非磁性物料進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)孔徑為5mm，篩分出塊狀生石灰和粉料，粉料包含蘭炭、生石灰和灰分，粉料再經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭粒度為2mm
<5mm，未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰粒度為2mm < 5mm，細(xì)粉粒度為0.2mm < 2mm，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0020]實(shí)施例2
塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，包括如下步驟:
A、原料選擇
鐵礦石粒度為2~8mm ;蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8mm ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為1~5mm，塊狀石灰石的粒度為8~16mm ;
B、按比配料
將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:20:30進(jìn)行配料；
C、還原焙燒
將鐵礦石、塊狀石灰石和蘭炭混合均勻，混合物料經(jīng)窯尾的漏斗送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，混合物料在窯內(nèi)的進(jìn)行焙燒，混合物料的焙燒溫度為1050~1200°C，還原時(shí)間為30~60min ;從窯頭拋入粉狀石灰石與高溫混合物料進(jìn)行反應(yīng)；
D、物料冷卻
高溫混合物料從窯頭排出后，在立式冷卻氣化器中進(jìn)行無氧冷卻，冷卻介質(zhì)采用高爐煤氣，當(dāng)高溫物料冷卻到200~300°C以下時(shí)從冷卻器中排出；
E、物料干選
冷卻后的物料經(jīng)過磁滑輪干選后，可得到磁性物料和非磁性物料；
F、磁性物料處理
磁性物料經(jīng)過濕選并進(jìn)行研磨，磨礦粒度為200目，得到金屬化鐵粉；金屬化鐵粉的金屬化率95%、鐵品位85% ;將金屬化鐵粉和煤粉熱壓成鐵礦含碳球團(tuán)，鐵礦含碳球團(tuán)在高爐中反應(yīng)制備鋼水；
G、非磁性物料的處理
將步驟E中非磁性物料進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)孔徑為5mm，篩分出塊狀生石灰和粉料，粉料包含蘭炭、生石灰和灰分，粉料再經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭粒度為2mm
<5mm，未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰粒度為2mm < 5mm，細(xì)粉粒度為0.2mm < 2mm，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0021]實(shí)施例3塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，包括如下步驟:
A、原料選擇
鐵礦石粒度為8~16_ ;蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8_ ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為1~5mm，塊狀石灰石的粒度為8~16mm ;
B、按比配料
將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:15:20進(jìn)行配料；
C、還原焙燒
將鐵礦石、塊狀石灰石和蘭炭混合均勻，混合物料經(jīng)窯尾的漏斗送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，混合物料在窯內(nèi)的進(jìn)行焙燒，混合物料的焙燒溫度為1050~1200°C，還原時(shí)間為30~60min ;從窯頭拋入粉狀石灰石與高溫混合物料進(jìn)行反應(yīng)；
D、物料冷卻
高溫混合物料從窯頭排出后，在立式冷卻氣化器中進(jìn)行無氧冷卻，冷卻介質(zhì)采用高爐煤氣，當(dāng)高溫物料冷卻到200~300°C以下時(shí)從冷卻器中排出；
E、物料干選
冷卻后的物料經(jīng)過磁滑輪干選后，可得到磁性物料和非磁性物料；
F、磁性物料處理
磁性物料經(jīng)過濕選并進(jìn)行研磨，磨礦粒度為200目，得到金屬化鐵粉；金屬化鐵粉的金屬化率93%、鐵品位83% ;將金屬化鐵粉和煤粉熱壓成鐵礦含碳球團(tuán)，鐵礦含碳球團(tuán)在高爐中反應(yīng)制備鋼水；
G、非磁性物料的處理
將步驟E中非磁性物料進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)孔徑為5mm，篩分出塊狀生石灰和粉料，粉料包含蘭炭、生石灰和灰分，粉料再經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭粒度為2mm
<5_，未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰粒度為2_ < 5_，細(xì)粉粒度為0.2mm < 2_，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
[0022]本發(fā)明的實(shí)施例均選用高硅難選鐵礦，通過上述實(shí)施例可以看出高硅難選鐵礦得到有效的利用，可以推廣使用。
【權(quán)利要求】
1.塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，其特征在于包括如下步驟: A、原料選擇 鐵礦石粒度為2~16_ ;蘭炭中固定碳的質(zhì)量>70%，蘭炭粒度為3~8_ ;石灰石分為粉狀石灰石和塊狀石灰石，粉狀石灰石的粒度為I~5mm，塊狀石灰石的粒度為8~16mm ; B、按比配料 將鐵礦石、石灰石、蘭炭按重量比100:10~20:15~30進(jìn)行配料； C、還原焙燒 將鐵礦石、塊狀石灰石和蘭炭混合均勻，混合物料經(jīng)窯尾的漏斗送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，混合物料在窯內(nèi)的進(jìn)行焙燒，混合物料的焙燒溫度為1050~1200°C，還原時(shí)間為30~60min ;從窯頭拋入粉狀石灰石與高溫混合物料進(jìn)行反應(yīng)； D、物料冷卻 高溫混合物料從窯頭排出后，在立式冷卻氣化器中進(jìn)行無氧冷卻，冷卻介質(zhì)采用高爐煤氣，當(dāng)高溫物料冷卻到200~300°C以下時(shí)從冷卻器中排出； E、物料干選 冷卻后的物料經(jīng)過磁滑輪干選后，可得到磁性物料和非磁性物料； F、磁性物料處理 磁性物料經(jīng)過濕選并進(jìn)行研磨，磨礦粒度為200目，得到金屬化鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，其特征在于還包括: G、非磁性物料的處理 將步驟E中非磁性物料進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)孔徑為5_，篩分出塊狀生石灰和粉料，粉料包含蘭炭、生石灰和灰分，粉料再經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，其特征在于所述步驟A中鐵礦石粒度為2~16_，將鐵礦石按粒度細(xì)分為2~8_和8~16_兩級；每次配料時(shí)選擇其中一級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，其特征在于所述步驟F中將金屬化鐵粉和煤粉熱壓成鐵礦含碳球團(tuán)，鐵礦含碳球團(tuán)在高爐中反應(yīng)制備鋼水。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塊狀鐵礦石碳循環(huán)增氧直接還原生產(chǎn)金屬化鐵粉方法，其特征在于所述粉料經(jīng)過風(fēng)選選出未反應(yīng)的蘭炭，未反應(yīng)的蘭炭粒度為2_ < 5mm,未反應(yīng)的蘭炭作為回轉(zhuǎn)窯返料進(jìn)行使用；剩余粉料中含有粉狀生石灰和細(xì)粉，粉狀生石灰粒度為2_<5mm，細(xì)粉粒度為0.2mm < 2mm，粉狀生石灰和細(xì)粉作為燒結(jié)配料進(jìn)行使用。
【文檔編號】C21B13/08GK103789478SQ201410041609
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】王明華, 展仁禮, 雷鵬飛, 權(quán)芳民, 張志剛, 張頌堯, 王東, 王寧 申請人:酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司