本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領域，特別是涉及一種高磷含鐵料的脫磷提鐵方法。

背景技術：

1、高磷鐵礦資源豐富，雖然不同地區(qū)的高磷鐵礦類型不同，成礦年代不同，但成礦原理基本一致，其組成復雜，是國內外公認的難選鐵礦石。高磷鐵礦中磷元素高且磷元素很容易進入鐵中，給鐵磷分離帶來困難，采用傳統(tǒng)的選礦方法很難達到令人滿意的效果。因此，對高磷鐵礦進行合理開發(fā)，使其高效提鐵除磷，得到有效綜合利用，對緩解鐵礦石供給緊張的局面具有重要的戰(zhàn)略意義。

2、研究人員已經對高磷鐵礦冶煉工藝進行了大量研究并取得了一定成果，目前主要的研究方法有選礦法、微生物法、浮選法等。但由于高磷含鐵料磷礦物嵌布粒度細小，礦物與鐵礦物之間關系密切，使得現有選礦工藝無法高效實現鐵、磷元素的高效分離。

3、專利cn106367554b公開了一種二次資源中提取鐵和有用金屬及生產渣棉的方法，含鐵的二次資源經過破碎、篩分等處理后，送入轉底爐進行預還原處理。預還原后熱送熱裝到一次熔分電爐中進行二次還原。合格的渣熱生產高質量的渣棉，不合格的含鐵爐渣，熱態(tài)回爐到一次熔分爐中繼續(xù)熔分還原處理。該專利主要提出兩步熔分的模式，在同步回收有用金屬的同時，將熱態(tài)爐渣用于生產渣棉，最大限度地提高了資源利用效率和金屬回收率。專利cn105861815b公開了一種高磷鐵礦脫磷提鐵的方法，將cacl2飽和水溶液噴灑在還原煤表面并干燥，使得還原煤處理成改性還原煤粉，緊接著將naco3飽和水溶液噴灑在高磷鐵礦石表面，干燥后磨細，獲得改性高磷鐵礦粉，將改性還原煤粉和改性高磷鐵礦粉混勻之后制成球團并干燥，將干燥后的球團焙燒后冷卻獲得珠鐵來脫磷提鐵。該專利針對高磷鐵礦的脫磷需求，設計了獨特的改性和焙燒步驟。上述專利仍存在著工藝復雜性較高，設備要求及成本偏大，仍沒有解決現階段高磷鐵礦的進一步高效利用的技術瓶頸，尤其是在及時脫磷和高效提鐵方面，使得對于高磷鐵礦一直難以高效綜合利用。因此，研究并開發(fā)能夠實現工業(yè)化應用的高效提鐵除磷技術仍是鋼鐵生產流程亟待解決的技術難題。

技術實現思路

1、基于上述內容，本發(fā)明提供一種高磷含鐵料的脫磷提鐵方法，旨在解決現有技術中高磷含鐵料脫磷提鐵過程中效率低、磷資源難以充分利用等問題。本發(fā)明通過對高磷含鐵料進行預還原處理，再配加還原劑進行熔分爐的一次熔分，得到低磷爐渣和高磷鐵水。隨后，對低磷爐渣再次配加熔劑和還原劑進行二次熔分，生成終渣和低磷鐵水。本發(fā)明具有脫磷效果好、鐵回收率高、磷資源利用率高的優(yōu)點，適用于鋼鐵生產中高磷含鐵料的高效處理和資源綜合利用。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種高磷含鐵料的脫磷提鐵方法，包括以下步驟：

4、步驟1，對高磷含鐵料進行預還原處理后配加還原劑進行一次熔分，得到低磷爐渣和高磷鐵水；

5、步驟2，對所述低磷爐渣配加還原劑和熔劑進行二次熔分，得到終渣和低磷鐵水；

6、所述熔劑為石灰和/或石灰石。

7、所述預還原處理結束后高磷含鐵料金屬化率為10％～25％，以此來確保磷和鐵物相聚集。

8、本發(fā)明對預還原處理的具體方式不做特別的限定，采用本領域技術人員熟知的預還原處理方式即可。

9、預還原處理結束后高磷含鐵料粒度小于2mm的部分占預還原處理結束后的高磷含鐵料質量的0％～30％。

10、當所述熔劑為石灰和石灰石的混合物時，石灰和石灰石可以以任意比例混合。

11、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，步驟1中，還原劑為煤粉、焦炭、焦粉、蘭炭中的至少一種，粒度為0.1～2mm。

12、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，步驟1中，還原劑添加量為高磷含鐵料質量的2％～4％。

13、在本發(fā)明中，步驟1中的還原劑主要起到提供還原性氛圍的作用；還原劑添加量過多會導致爐渣的堿度大幅提升；渣變得黏稠，流動性降低，這將影響鐵礦石和爐渣的分離效果。在熔分過程中，還原劑添加量過高時，會與高磷鐵礦中的鐵氧化物反應生成高堿性的鐵硅酸鹽。這種副反應的發(fā)生不僅會消耗部分還原劑，還會減少鐵的產量，增加渣量，影響鐵水的回收率。

14、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，步驟1中，一次熔分的溫度為1400℃～1550℃。

15、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，低磷爐渣中的殘?zhí)剂繛?.2％～0.6％。

16、本發(fā)明對一次熔分的時間不做特別的限定，不同爐型、高爐大小等不同，冶煉時間也不同，所以本發(fā)明對一次熔分的時間不做特別的限定，只要控制一次熔分后得到的低磷爐渣中的殘?zhí)剂繛?.2％～0.6％即可。

17、在本發(fā)明中，一次熔分溫度需高于二次熔分溫度，這是因為一次熔分時的料為固態(tài)高磷含鐵料，而二次熔分的是熔態(tài)的料。

18、一次熔分的溫度過高：會導致爐渣的流動性過大，爐渣變得過于稀薄，使得渣鐵分離困難。盡管磷的遷移速度加快，但渣鐵界面模糊，磷可能難以有效進入鐵水中，導致除磷效果不穩(wěn)定。

19、一次熔分的溫度過低：會導致熔分過程中的還原反應不足，磷的還原速率降低，難以從爐渣中向鐵水遷移。因此，鐵水中的磷含量不足，無法達到目標要求。

20、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，步驟2中，還原劑為煤粉、焦炭、焦粉、蘭炭中的至少一種，粒度為4～10mm。

21、一次熔分和二次熔分時還原劑的粒度限定為上述參數范圍的原因：一次熔分時的高磷含鐵料是固態(tài)，在固態(tài)料中加小顆粒的還原劑可以讓還原劑進到固態(tài)的高磷含鐵料中；而在二次熔分時，物料是熔態(tài)，此時選擇較大顆粒的還原劑可以讓還原劑懸浮在熔渣中，此時如果選擇較小顆粒的還原劑會導致還原劑浮在熔態(tài)的物料上表面，反應效果差。

22、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，步驟2中，還原劑添加量占低磷爐渣質量的8％～20％。

23、在本發(fā)明中，步驟2中還原劑的添加量限定為上述參數范圍的原因是：控制二次熔分的堿度。堿度過低：渣鐵之間的分離不充分，導致渣中殘留的鐵量增加，降低鐵水的回收率，影響冶煉效果。堿度過高：cao含量高，生成的爐渣量也會增多。渣量過多不僅增加爐渣的處理難度和成本，還降低冶煉效率。

24、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，熔劑中粒度為3～8mm的部分含量為80％～100wt％，粒度大于8mm的部分含量為0％～20wt％；熔劑的添加量為能夠使終渣的堿度為1.6～1.9即可。

25、熔劑的粒度限定為上述參數范圍的原因是：在熔態(tài)的物料中，讓還原劑可以懸浮分散在熔渣中，而不是浮在上表面，或者沉到底部。

26、在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，二次熔分的溫度為1350℃～1500℃。

27、本發(fā)明對二次熔分的時間不做特別的限定，采用本領域常用的熔分時間即可。

28、在本發(fā)明中，二次熔分的溫度限定為上述參數范圍的原因：由于在一次熔分時進行了調渣，堿度變高，所以二次熔分時熔化溫度低一些；二次熔分的溫度過低的話，在二次熔分爐中就不是熔態(tài)了，最終無法熔分。

29、二次熔分時控制終渣堿度為1.6～1.9。本發(fā)明利用熔劑的添加量來控制終渣的堿度。堿度＝氧化鈣/二氧化硅質量比。

30、本發(fā)明通過預還原和多級熔分的創(chuàng)新方式，對高磷鐵礦進行脫磷提鐵，填補了現有技術中的空缺。所提出工藝更具操作簡便性，并在脫磷效率和鐵收得率方面實現了顯著提高，不僅解決了高磷鐵礦資源利用的難題，也為低成本、高效益的工業(yè)應用提供了新的思路。

31、本發(fā)明公開了以下技術效果：

32、(1)本發(fā)明的一種高磷含鐵料的脫磷提鐵方法，通過預還原處理與兩級熔分工藝的結合，達到了高效脫磷、充分提鐵的目的。本發(fā)明有效提高了脫磷效率，確保鐵水質量，實現了金屬鐵的高效分離與回收。且整體工藝流程簡單、生產效率高，可實現高磷含鐵料大規(guī)模工業(yè)化利用。

33、(2)采用本發(fā)明提供的技術方案，所得到的高磷鐵水可以進一步轉化為磷肥，而低磷鐵水則可以直接用于正常的煉鋼工藝中。降低了生產過程中的能源浪費，提升了工藝的經濟性，為工業(yè)化應用提供了更顯著的效益。