本發(fā)明屬于冶金技術領域，特別涉及一種利用普通鐵精礦制備工業(yè)純鐵的方法。
背景技術：
工業(yè)純鐵是指含鐵量不低于99.5％，碳含量不高于0.04％的一種鐵合金。因其具有低矯頑力、耐腐蝕性強、高韌性以及良好的導熱和軟磁性能等優(yōu)點，應用范圍十分廣闊，常被用于精密合金、電熱合金、高溫合金、潔凈鋼等的生產和制造。隨著社會科技的發(fā)展和進步，我國工業(yè)純鐵的市場需求越來越大，同時，工業(yè)純鐵在國家政策的鼓勵支持下，發(fā)展優(yōu)勢明顯，未來前景十分廣闊。
我國目前主要采用傳統流程冶煉工業(yè)純鐵，雜質需經過多道工序去除，致使工藝復雜，不僅生產成本高，生產難度大，硫化物、氮氧化物排放高，對環(huán)境影響也較大，同時冶煉過程中成分難以控制，對操作要求很高，限制了我國工業(yè)純鐵生產技術的發(fā)展。國外尤其日本以電解法生產的純鐵純度最高，但電解鐵價格相對較貴，生產成本很高，無法大量生產應用。
技術實現要素：
本發(fā)明提供一種利用普通鐵精礦制備工業(yè)純鐵的方法，生產流程短，操作工藝簡單，運營成本低。
本發(fā)明的技術方案如下：
一種利用普通鐵精礦制備工業(yè)純鐵的方法，包括如下步驟：
(1)選用普通鐵精礦，其鐵品位大于65％，sio2含量小于4％；將所述普通鐵精礦放入行星式球磨機進行磨礦，經磨礦后的礦粉進行篩分分級，將粒度≤0.074mm的礦粉利用濕式磁選機進行弱磁粗選，磁場強度為20～25ka/m，其余礦粉返回再磨；
(2)將步驟(1)中經弱磁粗選后的礦粉進行細篩分級，將粒度≤0.038mm的礦粉利用濕式磁選機進行弱磁精選，磁場強度為25～30ka/m，其余礦粉返回再磨；
(3)步驟(2)精選后的礦粉即為高純鐵精礦，所得高純鐵精礦的全鐵含量不低于71％，sio2含量小于0.5％；將所述高純鐵精礦配以fn型粘結劑，經充分混勻后，再配以水均混后造球，其質量比為高純鐵精礦：fn型粘結劑：水＝100：0.3～0.5：7～9，制得的生球粒徑為9～12mm，之后將生球置于100～120℃環(huán)境下恒溫干燥4h；
(4)將步驟(3)中充分干燥后的生球放入高溫爐中，以10℃/min升溫至950℃，溫度恒定后通入還原氣體并維持15～20min，之后關閉還原氣體并通入保護氣體，直至還原后的球團冷卻后排出爐外；其中還原氣體采用純度高于99.99％的高純氫氣，保護氣體選用純度高于99.99％的高純氮氣；
(5)將步驟(4)經還原后的球團放入高溫氣氛爐中進行高溫熔分，通入純度高于99.99％的高純氮氣作為保護氣體，以10℃/min升至1550～1600℃，保溫60min，熔分結束后待爐溫降至室溫后取出球團，制得工業(yè)純鐵，其全鐵含量不低于99.85％，碳含量小于0.01％。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明與現有傳統流程相比，該工藝生產流程短、操作工藝簡單，運營成本低。本發(fā)明在直接還原過程中采用高純氫氣作為還原劑，擺脫了對焦煤資源的依賴，碳排放量大幅度降低，環(huán)境友好。另外，本發(fā)明直接還原過程在不造渣、不熔化的低溫固態(tài)環(huán)境下進行，對鐵氧化物進行選擇性還原，從而保持雜質元素以氧化物的形態(tài)存在，不進入鐵相，便于后序高溫熔分工藝中高效去除。
具體實施方式
結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明，所舉實施例只是用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的使用范圍。
實施例一
本實施例所用鐵精礦鐵品位65.91％，sio2含量3.82％。
具體實施步驟如下：
(1)將上述鐵精礦放入行星式球磨機進行磨礦，經磨礦后的礦粉進行篩分分級，將粒度≤0.074mm的礦粉利用濕式磁選機進行弱磁粗選，磁場強度選取20ka/m，其余礦粉返回再磨；
(2)將步驟(1)中經弱磁粗選后的礦粉進行細篩分級，將粒度≤0.038mm的礦粉利用濕式磁選機進行弱磁精選，磁場強度為25ka/m，其余礦粉返回再磨，制備出高純鐵精礦的鐵品位71.04％，sio2含量0.43％；
(3)將上述高純鐵精礦配以fn型粘結劑，經充分混勻后，外配水均混后造球，其質量比為高純鐵精礦：fn型粘結劑：水＝100：0.4：8，制成粒徑10mm的生球，在105℃恒溫鼓風干燥箱中對生球進行干燥，恒溫干燥時間為4h，得到高純鐵精礦生球；
(4)將充分干燥后的高純鐵精礦生球放入高溫氣氛爐中，以10℃/min升至950℃，溫度恒定后通入純度高于99.99％的高純氫氣并維持20min，之后關閉高純氫氣并通入純度高于99.99％的高純氮氣防止二次氧化，直至球團冷卻后排除爐外；
(5)將還原后的球團清潔后放入高溫氣氛爐中進行高溫熔分，通入純度高于99.99％的高純氮氣控制過程氣氛，以10℃/min升至1550℃，恒溫后保持60min，熔分結束后待爐溫降至室溫后取出球團，制得工業(yè)純鐵，其全鐵含量99.86％，碳含量0.0082％。
實施例二
本實例所用鐵精礦鐵品位66.35％，sio2含量2.91％。
具體實施步驟如下：
(1)將上述鐵精礦放入行星式球磨機進行磨礦，經磨礦后的礦粉進行篩分分級，將粒度≤0.074mm的礦粉利用濕式磁選機進行弱磁粗選，磁場強度選取25ka/m，其余礦粉返回再磨；
(2)將步驟(1)中經弱磁粗選后的礦粉進行細篩分級，將粒度≤0.038mm的礦粉利用濕式磁選機進行弱磁精選，磁場強度為30ka/m，其余礦粉返回再磨，制備出高純鐵精礦，其鐵品位71.68％，sio2含量0.29％；
(3)將上述高純鐵精礦配以fn型粘結劑，經充分混勻后，外配水均混后造球，其質量比為高純鐵精礦：fn型粘結劑：水＝100：0.5：7，制成粒徑11mm的生球，將其置于120℃恒溫鼓風干燥箱中進行干燥，恒溫干燥時間為4h，得到高純鐵精礦生球；
(4)將充分干燥后的高純鐵精礦生球放入高溫爐中，以10℃/min升至950℃，溫度恒定后通入純度高于99.99％的高純氫氣并維持20min，之后關閉高純氫氣并通入純度高于99.99％的高純氮氣防止二次氧化，直至球團冷卻后排除爐外；
(5)將還原后的球團清潔后放入高溫氣氛爐中進行高溫熔分，通入純度高于99.99％的高純氮氣控制過程氣氛，以10℃/min升至1550℃，恒溫后保持60min，熔分結束后待爐溫降至室溫后取出球團，制得工業(yè)純鐵，其全鐵含量99.94％，碳含量0.0068％。