專(zhuān)利名稱(chēng)：一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦物工程領(lǐng)域，涉及一種含鋁高的鐵礦石加工方 法，特別涉及一種含鋁礦物與含鐵礦物緊密共生、嵌布關(guān)系復(fù)雜的高鋁鐵礦 石鐵鋁分離的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)鐵礦資源儲(chǔ)量豐富，但大部分屬低品位礦或多金屬共生 礦， 一般難以分選。在我國(guó)以及毗鄰的東南亞國(guó)家儲(chǔ)有豐富的含鋁鐵礦石， 這類(lèi)礦石鐵礦物與鋁礦物緊密嵌布，單體解離度低，難以選別，是一種典型 的難處理鐵礦石資源。眾所周知，鐵礦石中Al203含量過(guò)高，煉鐵過(guò)程中將導(dǎo) 致高爐利用系數(shù)降低，渣鐵分離困難，目前尚未能得到合理利用。隨著現(xiàn)有 可利用的優(yōu)質(zhì)鐵礦資源逐漸減少，充分開(kāi)發(fā)利用這類(lèi)資源，實(shí)現(xiàn)鐵鋁的高效 分離，對(duì)緩解我國(guó)鐵礦資源嚴(yán)重短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用具有重要 現(xiàn)實(shí)意義。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)含鋁鐵礦的選礦研究較多，也取得了一定的進(jìn)展，主 要工藝有磁化焙燒、強(qiáng)磁選、重選、浮選及其聯(lián)合工藝等。國(guó)外許多學(xué)者將 含鋁赤泥在高爐或電爐內(nèi)熔煉直接煉鐵，取得了初步成果。國(guó)內(nèi)有人采用磁 化焙燒一弱磁選的方法處理高鋁鐵礦石，但鐵鋁分離效果并不理想，因?yàn)殇X 礦物與鐵礦物呈緊密包裹鑲嵌狀，物理分選方法及磁化焙燒均難以使其單體 解離。也有人進(jìn)行了高鋁鐵礦石焙燒一化學(xué)選礦的研究，獲得鐵品位大于
60%， "203含量低于3%的鐵精礦。但作為煉鐵原料，這種精礦的^203含量 仍然超標(biāo)，即使作為煉鐵原料的配料使用，鐵精礦須經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的造塊、高爐 冶煉后再送去煉鋼，存在流程長(zhǎng)、能源消耗高和環(huán)境污染大的問(wèn)題。
以廢鋼和直接還原鐵為爐料的電爐煉鋼短流程被認(rèn)為是鋼鐵工業(yè)的第三 次革命，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，電爐煉鋼原料廢鋼的需求量越來(lái)越大，廢鋼 供應(yīng)量嚴(yán)重短缺，而直接還原鐵作為電爐煉鋼的高品質(zhì)替代品己得到廣泛公 認(rèn)，但我國(guó)直接還原鐵的發(fā)展尚處于起步階段，年缺口 1000萬(wàn)噸以上，因此 發(fā)展替代優(yōu)質(zhì)廢鋼的直接還原鐵生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)廣范受到重視
發(fā)明內(nèi)容
一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法，將鐵礦石經(jīng)破 碎、磨礦至-200目占70%~85%，將硫酸鈉和硼酸鈉按與含鋁鐵礦石的質(zhì)量百分比分別為8%~20%和1%~2.5%的比例與原礦混勻、造球，球團(tuán)經(jīng)干燥后， 以煙煤為還原劑，在1000-1100°C下還原30 90min，還原球團(tuán)經(jīng)冷卻、破碎 后置于球磨機(jī)內(nèi)磨礦至-200目80%以上，采用磁選的方法分選，可獲得鐵品 位大于卯％, ^203含量1.0%、 Si02含量小于1%的金屬鐵粉，鐵的回收率大 于卯％。本發(fā)明可有效實(shí)現(xiàn)鋁鐵分離的原理在于 一、將鐵礦磨碎后與添加劑混 合造球可改善焙燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量；二、含鋁鐵礦 石球團(tuán)在煤基還原過(guò)程中，鐵氧化物被還原為金屬鐵，而Al2Cb、 Si02等與硫 酸鈉、硼酸鈉混合物添加劑中的Na20發(fā)生反應(yīng)，分別生成不溶于水的硅鋁酸 鹽和可溶于水的鋁酸鈉，后者在磨選過(guò)程中分別進(jìn)入溶液或非磁性部分與鐵 分離，磁性部分即是金屬鐵粉；三、添加劑硼酸鈉能顯著強(qiáng)化固相擴(kuò)散，促 進(jìn)還原過(guò)程中鐵晶粒的長(zhǎng)大，改善鋁鐵分離效果。本發(fā)明以?xún)?chǔ)量豐富的難處理高鋁鐵礦石為原料，提供一種高效鐵鋁分離 制備直接還原鐵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由含鋁鐵礦石直接制備可滿(mǎn)足電爐煉鋼冶煉要 求的優(yōu)質(zhì)直接還原金屬鐵粉。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要在于適用于含鋁較高、采 用物理方法難以分選的鐵礦石的鋁鐵高效分離，為世界上儲(chǔ)量豐富、但由于 八1203含量過(guò)高而無(wú)法利用的高鋁鐵礦資源提供有效途徑；采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn) 由高鋁鐵礦石直接制備電爐煉鋼原料，工藝流程短、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染 小，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1:本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
對(duì)照例TFe含量57.35%，八1203含量5.43%， Si02含量3.52°/。的鐵礦石， 破碎至-lmm，以煙煤做還原劑，在1050'C的溫度下焙燒60min，冷卻還原產(chǎn) 物后置于球磨機(jī)內(nèi)按50%的礦漿濃度磨礦至-200目占90%，礦漿在0.1T的磁 場(chǎng)強(qiáng)度下磁選，鐵精礦TFe品位73.6%， A1203含量為5.18%， Si02含量為 2.26%,鐵的回收率僅為80.4%，鋁鐵分離效果差。實(shí)施例l: TFe含量57.35%,八1203含量5.43%， &02含量3.52%的鐵礦 石，破碎、磨礦至-200目85%，按質(zhì)量百分比為10%、 2%的比例分別配入硫 酸鈉、硼酸鈉造球，以煙煤為還原劑，干球團(tuán)在1000'C的溫度下焙燒60min，將冷卻后的還原球團(tuán)破碎，置于球磨機(jī)內(nèi)按50%的礦漿濃度磨至-200目占 90%,礦漿在0.1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選，鐵精礦TFe品位93.3X，八1203含量為 0.78%, Si02含量為0.23%,鐵的回收率93.6%。
實(shí)施例2: TFe含量47.69%， A1203含量8.96% ， Si02含量4.30%的鐵礦 石，破碎、磨礦至-200目占80%，按質(zhì)量百分比為15%、 2.5%的比例分別配 入硫酸鈉、硼酸鈉造球，以煙煤為還原劑，干球團(tuán)在105(TC的溫度下焙燒 45min，將冷卻后的還原球團(tuán)破碎，置于球磨機(jī)內(nèi)按50%的礦漿濃度磨至-200 目占95%，礦槳在0.1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選，可獲得鐵品位90.78%,八1203含 量0.98%， SiO2含量0.45。/。的金屬鐵粉，鐵的回收率為93.85%。
實(shí)施例3: TFe含量47.69%,八1203含量8.96%, Si()2含量4.30%的鐵礦 石，破碎、磨礦至-200目占75%,按質(zhì)量百分比為20%、 2.5%的比例分別配 入硫酸鈉、硼酸鈉造球，以煙煤為還原劑，干球團(tuán)在1050'C的溫度下焙燒 60min，將冷卻后的還原球團(tuán)破碎，置于球磨機(jī)內(nèi)按60°/。的礦漿濃度磨至-200 目占90%，礦漿在0.1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選，可獲得鐵品位92.27%,八1203含 量0.76%， SiO2含量0.32n/。的金屬鐵粉，鐵的回收率為93.03%。
實(shí)施例4: TFe含量48.85%, "203含量7.86%， Si()2含量2.99%的鐵礦 石，破碎、磨礦至-200目占70%，按質(zhì)量百分比為8%、 2%的比例分別配入 硫酸鈉、硼酸鈉造球，以煙煤為還原劑，干球團(tuán)在100(TC的溫度下焙燒90min， 將冷卻后還原球團(tuán)破碎，置于球磨機(jī)內(nèi)按65%的磨礦濃度磨至-200目占85%, 礦漿在0.1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選，可獲得鐵品位90.2%， Al2Cb含量0.95%， Si02 含量0.46%的金屬鐵粉，鐵的回收率為91.9%。
實(shí)施例5: TFe含量48.85%，八1203含量7.86% ， Si02含量2.99%的鐵礦 石，破碎、磨礦至-200目占80%,按質(zhì)量百分比為18%、 1.5%的比例分別配 入硫酸鈉、硼酸鈉造球，以煙煤為還原劑，干球團(tuán)在110(TC的溫度下焙燒 30min，將冷卻后的還原球團(tuán)破碎，置于球磨機(jī)內(nèi)按50%的礦漿濃度磨至-200 目占92%，礦漿在0.1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選，可獲得鐵品位92.67%，八1203含 量0.76%， SiO2含量0.38。/。的金屬鐵粉，鐵的回收率為93.5。/。。
權(quán)利要求
1.一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法，其特征在于鐵礦石經(jīng)破碎、磨礦至-200目占70％-85％，按比例將鐵礦石與添加劑混勻、造球、干燥，以煙煤為還原劑，在1000～1100℃下還原30～90min，冷卻后的還原球團(tuán)經(jīng)破碎、球磨至-200目占80％以上，采用磁選的方法分選，可獲得總鐵品位大于90％、鐵回收率大于90％、Al2O3含量1.0％左右、SiO2含量小于1％的金屬鐵粉；所述添加劑由硫酸鈉和硼酸鈉組成，硫酸鈉、硼酸鈉與鐵礦石的質(zhì)量百分比分別為8％～20％、1％～2.5％。
全文摘要
一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法。本發(fā)明將鐵礦石破碎、磨礦后與添加劑混勻造球，干球團(tuán)進(jìn)行煤基直接還原，還原產(chǎn)物經(jīng)破碎、磨礦后，采用弱磁選分選，可獲得總鐵品位大于90％、鐵回收率大于90％、Al₂O₃含量1.0％左右和SiO₂含量小于1％的金屬鐵粉，此金屬鐵粉可作為電爐煉鋼的原料。本發(fā)明適用于含鋁較高、采用物理方法難以分選的鐵礦石的鋁鐵分離；采用本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)由高鋁鐵礦石直接制備滿(mǎn)足電爐煉鋼要求的金屬鐵粉，工藝流程短，生產(chǎn)成本低，環(huán)境污染小，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B22F9/04GK101293281SQ20081003149
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者劉牡丹, 濤 姜, 娜 孫, 張?jiān)? 朱忠平, 騫 李, 李光輝, 楊永斌, 白國(guó)華, 范曉慧, 斌 許, 郭宇峰, 陳麗勇, 陳許玲, 黃柱成 申請(qǐng)人:中南大學(xué)