本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別是涉及一種高磷含鐵料的脫磷提鐵方法。

背景技術(shù)：

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(fù)雜，是國內(nèi)外公認(rèn)的難選鐵礦石。高磷鐵礦中磷元素高且磷元素很容易進(jìn)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(dá)到令人滿意的效果。因此，對高磷鐵礦進(jìn)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(jīng)對高磷鐵礦冶煉工藝進(jìn)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(xì)小，礦物與鐵礦物之間關(guān)系密切，使得現(xiàn)有選礦工藝無法高效實(shí)現(xiàn)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(chǎn)渣棉的方法，含鐵的二次資源經(jīng)過破碎、篩分等處理后，送入轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行預(yù)還原處理。預(yù)還原后熱送熱裝到一次熔分電爐中進(jìn)行二次還原。合格的渣熱生產(chǎn)高質(zhì)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(shí)，將熱態(tài)爐渣用于生產(chǎn)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(xì)，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(tuán)并干燥，將干燥后的球團(tuán)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(shè)計(jì)了獨(dú)特的改性和焙燒步驟。上述專利仍存在著工藝復(fù)雜性較高，設(shè)備要求及成本偏大，仍沒有解決現(xiàn)階段高磷鐵礦的進(jìn)一步高效利用的技術(shù)瓶頸，尤其是在及時(shí)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?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的高效提鐵除磷技術(shù)仍是鋼鐵生產(chǎn)流程亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)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(jìn)行預(yù)還原處理，再配加還原劑進(jìn)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(jìn)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(diǎn)，適用于鋼鐵生產(chǎn)中高磷含鐵料的高效處理和資源綜合利用。

2、為實(shí)現(xiàn)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(jìn)行預(yù)還原處理后配加還原劑進(jìn)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(jìn)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(yù)還原處理結(jié)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(yù)還原處理的具體方式不做特別的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的預(yù)還原處理方式即可。

9、預(yù)還原處理結(jié)束后高磷含鐵料粒度小于2mm的部分占預(yù)還原處理結(jié)束后的高磷含鐵料質(zhì)量的0％～30％。

10、當(dāng)所述熔劑為石灰和石灰石的混合物時(shí)，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(shí)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(shí)施方案中，步驟1中，還原劑添加量為高磷含鐵料質(zhì)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(huì)導(dǎo)致爐渣的堿度大幅提升；渣變得黏稠，流動(dòng)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(shí)，會(huì)與高磷鐵礦中的鐵氧化物反應(yīng)生成高堿性的鐵硅酸鹽。這種副反應(yīng)的發(fā)生不僅會(huì)消耗部分還原劑，還會(huì)減少鐵的產(chǎn)量，增加渣量，影響鐵水的回收率。

14、在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)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(shí)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(shí)間不做特別的限定，不同爐型、高爐大小等不同，冶煉時(shí)間也不同，所以本發(fā)明對一次熔分的時(shí)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?yàn)橐淮稳鄯謺r(shí)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(huì)導(dǎo)致爐渣的流動(dòng)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(jìn)入鐵水中，導(dǎo)致除磷效果不穩(wěn)定。

19、一次熔分的溫度過低：會(huì)導(dǎo)致熔分過程中的還原反應(yīng)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(dá)到目標(biāo)要求。

20、在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)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(shí)還原劑的粒度限定為上述參數(shù)范圍的原因：一次熔分時(shí)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(jìn)到固態(tài)的高磷含鐵料中；而在二次熔分時(shí)，物料是熔態(tài)，此時(shí)選擇較大顆粒的還原劑可以讓還原劑懸浮在熔渣中，此時(shí)如果選擇較小顆粒的還原劑會(huì)導(dǎo)致還原劑浮在熔態(tài)的物料上表面，反應(yīng)效果差。

22、在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟2中，還原劑添加量占低磷爐渣質(zhì)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(shù)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(dǎo)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(huì)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(shí)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(shù)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(shí)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(shí)間不做特別的限定，采用本領(lǐng)域常用的熔分時(shí)間即可。

28、在本發(fā)明中，二次熔分的溫度限定為上述參數(shù)范圍的原因：由于在一次熔分時(shí)進(jìn)行了調(diào)渣，堿度變高，所以二次熔分時(shí)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(shí)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(zhì)量比。

30、本發(fā)明通過預(yù)還原和多級熔分的創(chuàng)新方式，對高磷鐵礦進(jìn)行脫磷提鐵，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)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(shí)現(xiàn)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(yīng)用提供了新的思路。

31、本發(fā)明公開了以下技術(shù)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(yù)還原處理與兩級熔分工藝的結(jié)合，達(dá)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(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了金屬鐵的高效分離與回收。且整體工藝流程簡單、生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)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(shù)方案，所得到的高磷鐵水可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)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(chǎn)過程中的能源浪費(fèi)，提升了工藝的經(jīng)濟(jì)性，為工業(yè)化應(yīng)用提供了更顯著的效益。