專利名稱：一種以低品位高磷鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以低品位高磷難還原鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法。
背景技術(shù)：
直接還原技術(shù)是面向21世紀(jì)發(fā)展起來的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，與傳統(tǒng)的高爐煉鐵相比，具有投資少、見效快等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)正處于快速發(fā)展階段，依靠直接還原技術(shù)制取的金屬化球團(tuán)或海綿鐵成分單一，有害元素少，是替代優(yōu)質(zhì)廢鋼進(jìn)行煉鋼或鑄造的優(yōu)質(zhì)原料，受到市場(chǎng)的廣泛歡迎。但在以往的直接還原生產(chǎn)方式中，其原料主要是采用軋鋼鐵鱗或TFe ^ 66%的進(jìn)口塊礦和鐵精礦粉進(jìn)行生產(chǎn)，這在目前國(guó)外進(jìn)口鐵礦石價(jià)格居高不下的情況下，無疑增加了很高的制造成本，影響了該種技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，而另一方面我國(guó)又是一個(gè)低品位鐵礦資源較為豐富的國(guó)家，低貧鐵礦資源占總鐵礦資源的90%以上，利用傳統(tǒng)的高爐煉鐵方法，要想繼續(xù)保證高爐精料必然帶來更大的鐵礦粉的選礦成本，高能耗，高污染，所以這些低品位鐵礦資源多數(shù)仍屬于呆礦，直至目前尚沒有很好的技術(shù)對(duì)其開發(fā)和應(yīng)用，尤其是難選鐵礦、復(fù)合型鐵礦以及含鐵的化工尾渣等和一般硫含量在0. 8% -2. 8%、磷含量在0. 8% -1. 4%的高硫高磷氧化鐵礦更是沒有很好的工藝技術(shù)對(duì)其進(jìn)行有效的開發(fā)和應(yīng)用，不僅造成許多資源閑置或浪費(fèi)，礦渣累物質(zhì)長(zhǎng)期堆放還會(huì)給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，危及人民的生命安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種對(duì)高硫磷、低品位鐵礦直接快速還原分離生產(chǎn)直接還原鐵的工藝技術(shù)，使其資源得到充分利用，增加直接還原鐵的市場(chǎng)供應(yīng)量，代替廢鋼解決轉(zhuǎn)爐和電爐制取高品質(zhì)合金鋼對(duì)于原料的急需。實(shí)現(xiàn)此工藝是根據(jù)鐵礦石還原原理，利用目前已經(jīng)成熟了直接還原鐵快速還原工藝和相關(guān)的還原裝備，高溫狀態(tài)下快速還原而成。本項(xiàng)發(fā)明的具體工藝實(shí)施如下(1)礦石破碎。將氧化鐵礦石破碎到粒度在小于Imm的細(xì)度，制得鐵礦粉；(2)添加煤粉和助劑。鐵礦粉、煤粉和助劑三種原料按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，鐵礦粉煤粉助劑=80-84 6-9 8-12進(jìn)行充分混合形成混合料，這里所說助劑的主要成分是氧化鈣、氧化鉀、氧化鈉以及氟化鈣四種物質(zhì)按照一定的比例混合而成，主要作用是為了造渣并降低還原后的金屬球團(tuán)的熔點(diǎn)。(3)壓球造塊。在混合料中加入一定量的粘結(jié)劑，通過造球機(jī)將其制成直徑為8-16mm左右的球團(tuán)，自然干燥；這里所說的粘結(jié)劑是指市場(chǎng)出售的普通腐植酸鈉或腐植酸鈣等，加入量一般為混合料質(zhì)量的1_2%。(4)裝料入爐。將干燥好的球團(tuán)礦和作為還原劑使用的普通煤碳進(jìn)行混合，裝入還原窯爐之內(nèi)，還原劑的用量為球團(tuán)礦質(zhì)量的15-25% ；其中還原劑采用普通的無煙煤效果最佳。
(5)高溫還原。將裝進(jìn)還原爐窯中的爐料逐步升溫，在1180°C -1350°c溫度下還原性氣氛中進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3-8小時(shí)。(6)出料冷卻，將經(jīng)過充分反應(yīng)，氧化鐵已經(jīng)全部還原成為金屬化球團(tuán)的物料自反應(yīng)爐內(nèi)排出，自然冷卻到常溫。(7)破碎磁選，將金屬化球團(tuán)破碎到-160目至-200目的細(xì)度，然后通過干式磁選機(jī)或水選機(jī)對(duì)破碎的物料進(jìn)行磁選，使得金屬鐵和其他雜質(zhì)充分分離。利用本項(xiàng)發(fā)明不僅可以獲得硫、磷指標(biāo)比較低的直接還原鐵，而且可以使TFe ^ 40%的各種高硫、磷低貧呆鐵礦還原成低硫、磷的直接還原鐵(脫硫、脫磷率在60%-85%)。使其資源化。并大幅度降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，因此本項(xiàng)發(fā)明真正提供了一種制取低硫低磷還原鐵的新技術(shù)。
具體實(shí)施例方式以煤基隧道窯為主要設(shè)備，以難選礦中的鮞狀結(jié)構(gòu)赤鐵礦為原料，礦石品位為40. 71%，而硫含量在0. 50% ；磷含量在0. 62%，具體成分見下表
權(quán)利要求
1.一種以低品位高磷難還原鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法，該方法包括礦石破碎、添加煤粉和助劑、壓球造塊、裝料入爐、高溫還原、出料冷卻、破碎磁選工藝，其特征在于該方法包括下述步驟(1)礦石破碎是將氧化鐵礦石破碎到粒度在小于Imm的細(xì)度，制得鐵礦粉；(2)添加煤粉和助劑是將鐵礦粉、煤粉和助劑三種原料按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，鐵礦粉煤粉助劑=80-84 6-9 8-12進(jìn)行充分混合制得混合料；(3)壓球造塊是在混合料中加入粘結(jié)劑，通過造球機(jī)將其制成直徑為8-16mm左右的球團(tuán)，自然干燥；(4)裝料入爐是將干燥好的球團(tuán)礦和作為還原劑使用的普通煤粉進(jìn)行混合，裝入還原窯爐之內(nèi)，還原劑的用量為球團(tuán)礦質(zhì)量的15-25% ；(5)高溫還原是將裝進(jìn)還原爐窯中的爐料逐步升溫，在1180°C-1350°C溫度下還原性氣氛中進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3-8小時(shí)；(6)破碎磁選是將金屬化球團(tuán)破碎到-160目至-200目的細(xì)度，然后通過干式磁選機(jī)或水選機(jī)對(duì)破碎的物料進(jìn)行磁選分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種以低品位高磷難還原鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法，其特征在于步驟(2)中所說助劑的主要成分是氧化鈣、氧化鉀、氧化鈉以及氟化鈣四種物質(zhì)按照質(zhì)量百分比氧化鈣=25%，氧化鉀=20%，氧化鈉=20%，氟化鈣=35%的比例混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種以低品位高磷難還原鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法，其特征在于步驟(3)中所說的粘結(jié)劑是指市場(chǎng)出售的普通腐植酸鈉或腐植酸鈣，加入量一般為混合料質(zhì)量的1_2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種以低品位高磷難還原鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法，其特征在于步驟中所說的還原煤粉采用普通的無煙煤。
全文摘要
一種以低品位高磷難還原鐵礦為原料制取直接還原鐵的方法，該方法是將氧化鐵礦石破碎到粒度在0-1mm的細(xì)度，制得鐵礦粉；將鐵礦粉、煤粉和助劑按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，鐵礦粉∶煤粉∶助劑＝80-84∶6-9∶8-12進(jìn)行充分混合制成直徑為8-16mm左右的球團(tuán)，裝入還原窯爐之內(nèi)在1180℃-1350℃溫度下的還原性氣氛中進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3-8小時(shí)制得金屬化球團(tuán)，然后進(jìn)行破碎磁選分離。利用本項(xiàng)發(fā)明不僅可以獲得硫、磷指標(biāo)比較低的直接還原鐵，而且可以使TFe≤40％的各種高硫、磷低貧呆鐵礦得到有效利用，并能明顯降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)C21B13/00GK102559976SQ201110430760
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者唐竹勝, 陶立群 申請(qǐng)人:沈陽博聯(lián)特熔融還原科技有限公司