專利名稱：低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，屬于金屬冶金直接還原領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，直接還原鐵作為我國電爐鋼生產(chǎn)高品質(zhì)的純凈鋼急需的原料，也是我國裝備制造業(yè)高純凈鋼鑄、鍛件坯料生產(chǎn)的急需原料。目前因鋼鐵產(chǎn)能增加，原料問題尤為突出，低品位復(fù)雜難處理礦的利用問題成為冶金界的熱點(diǎn)。低品位復(fù)雜難處理礦包括①鮞狀赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、羚羊石礦等低品位難處理礦，②釩鈦鐵礦、硼鐵礦、紅土鎳礦等復(fù)合礦；③有色金屬氧化物爐渣如硫酸渣、氧化鋁赤泥、銅渣、鉛鋅渣、除塵污泥等以及高硫、高磷、高砷等特殊鐵礦。
背景技術(shù)：
采用煤基直接還原，在處理低品位復(fù)雜難處理礦的利用方面也進(jìn)行了多種嘗試，轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯工藝以及豎爐都有多方涉及，國內(nèi)外也有用直接還原技術(shù)將低品位復(fù)雜難處理礦制成還原鐵的工藝，背景技術(shù)工藝均存在回收率低、投資大、成本高、單窯產(chǎn)量低、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，提高后續(xù)磨礦磁選工序的效率，提高產(chǎn)品的品位和回收率，減少污染，降低成本，解決背景技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，包含如下工藝低品位復(fù)雜難處理礦與還原劑、添加劑充分混合，混合后的含碳物料選用圓盤造球機(jī)或者壓球機(jī)進(jìn)行制球，含碳球團(tuán)經(jīng)過干燥處理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合壓制成空心或?qū)嵭拇u塊，磚塊表面噴涂一層陶土泥漿后進(jìn)入還原設(shè)備中進(jìn)行加熱還原；在還原反應(yīng)中，所添加的添加劑能夠加速低品位難處理礦的還原，并在1000 1400°C的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)渣鐵分離；還原后的產(chǎn)物出爐后立即進(jìn)入帶還原氣氛的冷卻保護(hù)倉進(jìn)行冷卻，以防止產(chǎn)品金屬物質(zhì)被再氧化；冷卻后的物料產(chǎn)品進(jìn)行破碎分選即可得到煉鋼的原料——粒鐵；所說的還原劑是碳C、添加劑是造渣劑和金屬聚集劑。在工藝過程中根據(jù)低品位復(fù)雜難處理礦中脈石成分的不同，選擇加入不同比例和種類的造渣劑和金屬聚集劑，造渣劑由氟化鈣、氫氧化鈉組成，金屬聚集劑為四硼酸鈉，分子式為Na2B4O7 · IOH2O ；根據(jù)礦物中脈石成分的不同進(jìn)行配料計(jì)算添加劑的比例和種類； 氟化鈣的加入量為低品位難處理礦中硅質(zhì)脈石重量的0. 0Γ0. 1，氫氧化鈣的加入量為低品位難處理礦中鋁質(zhì)脈石重量的0. 02、. 1，四硼酸鈉的添加比例為礦重的0. 0016 0. 009。 在工藝過程中將低品位復(fù)雜難處理礦與還原劑及添加劑充分混合后的物料按如下比例進(jìn)行配料，質(zhì)量比，低品位難處理礦1:還原劑0.02 0.3:添加劑0.001 0. 005 ；首先進(jìn)行制球，待球團(tuán)干燥后，與石灰、還原劑和粘土充分混勻，質(zhì)量比，球團(tuán)1:石灰0. 01 0. 025:粘土 0. 1 0. 4，進(jìn)行壓制成空心或?qū)嵭拇u塊，壓制好的磚塊表面噴涂一層陶土泥漿；磚塊進(jìn)入還原設(shè)備內(nèi)的加熱還原反應(yīng)參數(shù)還原時(shí)間控制在10mirTl50min之間，加熱溫度控制在100(Tl40(rC之間。所說的低品位復(fù)雜難處理礦包括①鮞狀赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、羚羊石礦等；②釩鈦鐵礦、硼鐵礦、紅土鎳礦等；③有色金屬氧化物爐渣，包括硫酸渣、 氧化鋁赤泥、銅渣、鉛鋅渣、除塵污泥等；④高硫、高磷、高砷等鐵礦。所說的還原設(shè)備包括車底爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、隧道窯、輥道窯、抽屜窯、豎爐、多層爐等。所說的還原氣氛為一氧化碳等。

本發(fā)明的有益效果一方面加入造渣劑促使非鐵系氧化物脈石成分迅速聚集拋離金屬元素而成為礦渣，另一方面加入金屬聚集劑促使氧化態(tài)的金屬元素快速還原并離開礦渣而形成粒鐵顆粒，形成粒鐵顆粒后的物料能夠大大提高后續(xù)磨礦磁選工序的效率，更加重要的是應(yīng)用該工藝能夠最大限度地提高單體窯爐的產(chǎn)能。本發(fā)明著重研究低品位復(fù)雜難處理礦中脈石的成分對渣鐵分離工藝的影響以及如何根據(jù)礦石中脈石的成分合理加入添加劑來快速還原和實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，根據(jù)礦物中脈石成分和含量的不同，通過調(diào)節(jié)添加劑的種類和配比，使低品位復(fù)雜難處理礦在還原過程中，處于半熔融狀態(tài)，鐵在快速還原后迅速聚集成球，并實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，當(dāng)還原物料渣鐵分離之后，能夠大大提高后續(xù)磨礦磁選工序的效率，更重要的是提高了產(chǎn)品的品位和回收率。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例中，原料配料低品位復(fù)雜難處理礦為鮞狀赤鐵礦(Fe=34%)粒度80 100 目，其中SiO2含量為31%，Al2O3含量為10%，煙煤加工成的還原劑碳C，破碎后的粒度為80 目，將鮞狀赤鐵礦與還原劑(碳C)、造渣劑(氟化鈣和氫氧化鈉)和金屬聚集劑按比例(鮞狀赤鐵礦1:還原劑0. 2:氟化鈣0. 027:氫氧化鈉0. 0039:金屬聚集劑0. 002)充分混合后制球，待球干燥后與石灰、還原劑(碳C)和粘土(球團(tuán)1:石灰0. 08:粘土 0. 25)充分混勻進(jìn)行壓磚，壓制好的磚表面噴涂一層陶土泥漿后放在臺(tái)車面上，進(jìn)入還原設(shè)備(車底爐)，升溫至1300°C保溫lOOmin，產(chǎn)品出窯后進(jìn)冷卻保護(hù)倉進(jìn)行還原氣氛保護(hù)冷卻，經(jīng)簡易破碎分選后的粒鐵(海綿鐵)產(chǎn)品經(jīng)化驗(yàn)TFe達(dá)到96%以上，F(xiàn)e回收率達(dá)到98%以上。
權(quán)利要求
1.一種低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，其特征在于包含如下工藝低品位復(fù)雜難處理礦與還原劑、添加劑充分混合，混合后的含碳物料選用圓盤造球機(jī)或者壓球機(jī)進(jìn)行制球，含碳球團(tuán)經(jīng)過干燥處理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合壓制成空心或?qū)嵭拇u塊，磚塊表面噴涂一層陶土泥漿后進(jìn)入還原設(shè)備中進(jìn)行加熱還原；在還原反應(yīng)中，所添加的添加劑能夠加速低品位難處理礦的還原，并在1000 1400°C的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)渣鐵分離； 還原后的產(chǎn)物出爐后立即進(jìn)入帶還原氣氛的冷卻保護(hù)倉進(jìn)行冷卻，以防止產(chǎn)品金屬物質(zhì)被再氧化；冷卻后的物料產(chǎn)品進(jìn)行破碎分選即可得到煉鋼的原料；所說的還原劑是碳C、添加劑是造渣劑和金屬聚集劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，其特征在于在工藝過程中根據(jù)低品位復(fù)雜難處理礦中脈石成分的不同，選擇加入不同比例和種類的造渣劑和金屬聚集劑，造渣劑由氟化鈣、氫氧化鈉組成，金屬聚集劑為四硼酸鈉，分子式為 Na2B4O7 · IOH2O ；根據(jù)礦物中脈石成分的不同進(jìn)行配料計(jì)算添加劑的比例和種類；氟化鈣的加入量為低品位難處理礦中硅質(zhì)脈石重量的0. 0Γ0. 1，氫氧化鈣的加入量為低品位難處理礦中鋁質(zhì)脈石重量的0. 02、. 1，四硼酸鈉的添加比例為礦重的0. 0016 0. 009。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，其特征在于在工藝過程中將低品位復(fù)雜難處理礦與還原劑及添加劑充分混合后的物料按如下比例進(jìn)行配料，質(zhì)量比，低品位難處理礦1:還原劑0. 02 0. 3:添加劑0. 001 0. 005 ；首先進(jìn)行制球，待球團(tuán)干燥后，與石灰、還原劑和粘土充分混勻，質(zhì)量比，球團(tuán)1:石灰0.01 0. 025:粘土 0. 1 0.4，進(jìn)行壓制成空心或?qū)嵭拇u塊，壓制好的磚塊表面噴涂一層陶土泥漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，其特征在于磚塊進(jìn)入還原設(shè)備內(nèi)的加熱還原反應(yīng)參數(shù)還原時(shí)間控制在10mirTl50min之間，加熱溫度控制在100(Γ1400 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，其特征在于所說的低品位復(fù)雜難處理礦包括①鮞狀赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、羚羊石礦；②釩鈦鐵礦、硼鐵礦、紅土鎳礦；③有色金屬氧化物爐渣，包括硫酸渣、氧化鋁赤泥、 銅渣、鉛鋅渣、除塵污泥；④高硫、高磷、高砷鐵礦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，其特征在于所說的還原設(shè)備包括車底爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、隧道窯、輥道窯、抽屜窯、豎爐、多層爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝，屬于金屬冶金直接還原領(lǐng)域。技術(shù)方案是低品位復(fù)雜難處理礦與還原劑、添加劑充分混合，制球，含碳球團(tuán)經(jīng)過干燥處理后，加入石灰石、煤粉和粘土混合壓制成空心或?qū)嵭拇u塊，磚塊表面噴涂陶土泥漿后進(jìn)入還原設(shè)備；還原后的產(chǎn)物出爐后立即進(jìn)入帶還原氣氛的冷卻保護(hù)倉進(jìn)行冷卻，冷卻后的物料產(chǎn)品進(jìn)行破碎分選即可得到煉鋼的原料。本發(fā)明的有益效果造渣劑促使非鐵系氧化物脈石成分迅速聚集拋離金屬元素而成為礦渣，金屬聚集劑促使氧化態(tài)的金屬元素快速還原并離開礦渣而形成粒鐵顆粒，形成粒鐵顆粒后的物料能夠大大提高后續(xù)磨礦磁選工序的效率，應(yīng)用該工藝能夠最大限度地提高單體窯爐的產(chǎn)能。
文檔編號(hào)C22B1/24GK102329911SQ20111026915
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者劉榮幸, 汪翔宇, 王傳杰, 王建春 申請人:唐山奧特斯科技有限公司