專利名稱：用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直接還原鐵的生產方法，尤其是一種對低品位高磷高硅貧鐵礦進 行還原焙燒磁選，同步脫磷、脫硅，并得到直接還原鐵的方法，屬于礦石選冶結合的技術領 域。
背景技術：
由于世界經濟的發(fā)展，各國對礦產資源需求日益增加。但資源型礦物卻出現日漸 減少的趨勢，礦石價格逐年攀升。我國已探明的鐵礦資源中，低品位、難選冶的鐵礦石分布 較為廣泛，儲量大，約有100億噸，具有很大的開發(fā)潛力。由于這類礦資源的礦物組分比較 復雜，且多種礦物緊密共生，嵌布粒度極細，綜合鐵品位較低、P等有害元素含量較高，因此， 用常規(guī)的選礦方法極難選別。長期以來，先后有多家科研院所對此類礦石進行過選礦試驗 研究，但其指標都不理想，加之經濟上不合理，難以用于工業(yè)生產。目前國內對低品位鐵礦石的開發(fā)利用，主要集中在選礦工藝及其設備的改進，以 及冶煉新技術的研究開發(fā)上。比如利用干式磁選工藝能夠成功回收品位在33. 35%左右的 磁鐵礦；利用磨礦磁選方法還能夠處理鐵品位僅為9. 71%的貧鐵礦，對可磨性、選礦分離 性好，成份單一，且硫、磷等有害元素含量低的鐵礦石，均可通過現有的這些技術得到較好 的處理。但對于成分復雜、嵌布粒度極細，而且磷含量很高的難選低品位礦石，用上述現有 技術則無法選別。國內許多單位針對低品位難選鐵礦石進行過多種研究，其最終產品多為 金屬化團塊，其中的硫(S)、磷(P)等元素降幅不大；此外有的單位曾在實驗室中采用化學 藥劑對其進行脫磷處理，但僅限于實驗室階段，未見后續(xù)報道和應用。國外，由于鋼鐵企業(yè) 的優(yōu)質礦石資源充足，資源壓力相對較輕，對低品位礦石的開發(fā)利用情況較少，可借鑒經驗 不多，僅在歐洲用“雙渣法”進行冶煉脫磷⑵。因此，有必要研發(fā)一種能在選礦、冶金技術上有所突破，并使礦物組成復雜、各種 礦物緊密共生、嵌布粒度極細的低品位高磷高硅貧鐵礦得到充分利用的礦石處理方法，為 我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展提供礦石資源，以緩解我國鐵礦資源供需矛盾。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，以將礦物 組成復雜、各種礦物緊密共生、嵌布粒度極細的低品位高磷高硅貧鐵礦中的磷、硅分離出 去，同時獲得低磷、低硅的直接還原鐵，使該類鐵礦石得到充分有效的利用，以解決我國當 前鐵礦資源供需矛盾的問題。本發(fā)明通過下列技術方案實現一種用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法， 其特征在于以低品位、高磷、高硅難選冶鐵礦石為原料，經下列工藝步驟A、將礦石破碎至粒徑小于15mm，按礦石還原劑脫磷劑=100 30 45 25 50的質量比，將破碎的礦石與還原劑、脫磷劑混合均勻，在溫度為1000 1200°C 條件下，還原焙燒18 24小時，得松散的初級直接還原鐵；
B、將步驟A的松散直接還原鐵經常規(guī)磨礦、磁選，分離出細粒級的直接還原鐵以 及脈石和磷，以將磷、Si02等雜質從礦石中分離出去；C、將步驟B磁選出的細粒級直接還原鐵粉，按常規(guī)壓塊得直接還原鐵塊，送煉鋼 爐中代替廢鋼作為煉鋼原料。所述步驟A的還原劑為褐煤、無煙煤、煙煤、半焦、焦炭粉中的一種；脫磷劑為硫酸 鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鈣中的一種或幾種的混合。所述步驟A的礦石破碎用常規(guī)破碎設備完成，還原焙燒在常規(guī)回轉窯或隧道窯中 完成。所述步驟B的磨礦在常規(guī)磨礦機上完成，磁選在常規(guī)磁選機上完成。所述步驟B的磨礦、磁選至少為一次磨礦、磁選，具體磨礦、磁選次數視不同礦石 的組成、緊密共生情況、嵌布粒度情況具體確定。所述步驟C的壓塊在常規(guī)壓力成型機上完成。本發(fā)明與現有技術相比具有下列優(yōu)點和效果采用上述方案，能夠在對礦石進行 還原焙燒磁選的聯合過程中，同步脫除高磷、高硅，同時得到的低磷、低硅直接還原鐵即直 接作為煉鋼原料，從而使礦物組成復雜、各種礦物緊密共生、嵌布粒度極細的低品位高磷高 硅貧鐵礦得到充分利用。本發(fā)明不使用焦炭，省去了選礦、燒結、球團以及煉焦等高能耗、高 污染工藝及設備，故投資小，工藝極為簡單，而且脫除的含磷、含硅脈石進一步綜合利用后， 還可回收其中的有價元素，因此不產生廢棄物，不污染環(huán)境，礦石中鐵回收率高，脫磷、脫硅 效果顯著，徹底解決了因低品位高磷高硅鐵礦石極為難選，從而導致冶煉困難，甚至不能直 接用來冶煉等諸多問題，是一種綠色清潔環(huán)保的新工藝方法。本發(fā)明通過大量實驗和半工 業(yè)性生產，證明其技術經濟效果顯著，有效解決了我國當前鐵礦資源供需矛盾的問題。


圖1為本發(fā)明之工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例1所用鐵礦石原礦的成份為:TFe47. 24%, P 0. 907%, Si02 16. 78% 0經過下列步驟1、將上述原礦經常規(guī)破碎設備破碎至粒徑小于15mm后，按礦石還原劑脫磷 劑=100 30 25的質量比，將破碎的礦石與煤粉還原劑、碳酸鈉脫磷劑混勻，在RQ-35-2 回轉窯加熱至1000°C時，將其加入回轉窯中，在該溫度及回轉窯轉速為3r/min條件下，焙 燒18小時，得松散的初級直接還原鐵；2、將1步驟的松散初級直接還原鐵配成質量濃度為67%的礦漿，送常規(guī)磨 礦機內磨礦3min，磨礦細度為-0.074mm(200目)的占70 % ；在磁場強度為llOkA/ m(14000e)的條件下進行粗磁選；磁選出的精礦再送入常規(guī)磨礦機中磨礦20min，磨礦細度 為-0.030mm(500目)的占90% ；在磁場強度為110kA/m(14000e)的條件下進行精磁選， 磁選出 TFe 81. 61%,P 0. 166%,Si02 :3. 51%,MFe :74. 67%，回收率80. 16%，金屬化率 91. 49%的直接還原鐵；
3、將上述2步驟磁選出的直接還原鐵經常規(guī)壓塊成型機壓塊后，得直接還原鐵 塊，送煉鋼爐中代替廢鋼作為煉鋼原料。實施例2所用氧化礦的原礦成份為:TFe45. 62%, P 0. 91%, Si02 16. 78% 0經過下列步驟1、將上述原礦經常規(guī)破碎設備破碎至粒徑小于15mm后，按礦石還原劑脫磷 劑=100 45 50的質量比，將破碎的礦石與褐煤粉還原劑、硫酸鈉脫磷劑混勻，分裝在 罐內，放入尺寸為2. 6 X 3. 0 X 120米的隧道窯內，在溫度為1150°C條件下，焙燒50h，其中高 溫還原時間為24小時，得焙燒礦，焙燒礦成份為:TFe 40. 23%, P 0. 76%, Si02 18. 52%, MFe 36. 56% ；2、將步驟1的焙燒礦配成質量濃度為50%的礦漿，經常規(guī)球磨機磨礦20min、常規(guī) 磁選機磁選，磁場強度 llOOOe，獲得 TFe 81. 45%, P 0. 19%, Si02 5. 85%, MFe 77. 59%, 回收率89. 08%，金屬化率95. 26%的直接還原鐵；3、將上述2步驟磁選出的直接還原鐵經常規(guī)壓塊成型機壓塊后，得直接還原鐵 塊，送煉鋼爐中代替廢鋼作為煉鋼原料。實施例3所用氧化礦的原礦成份為:TFe47. 24%, P 0. 907%, Si02 16. 78% 0經過下列步驟1、將上述原礦經常規(guī)破碎設備破碎至粒徑小于15mm后，按礦石還原劑脫磷 劑=100 38 30的質量比，將破碎的礦石與焦炭粉還原劑、碳酸氫鈣脫磷劑混勻，分裝 在罐內，放入尺寸為2. 2 X 2. 6 X 100米隧道窯內，在溫度為1200°C條件下，焙燒50h，其中高 溫還原時間20小時，得焙燒礦，焙燒礦的成份為:TFe 31. 75%, P 0. 74%, Si02 19. 82%, MFe 25. 78% ；2、將步驟1的焙燒礦配成質量濃度為50%的礦漿，經常規(guī)棒球磨機磨礦lOmin， 常規(guī)筒式磁選機磁選，磁場強度1000e，獲得TFe 86. 58%, P 0. 10%, Si02 4. 08%, MFe 83.9%，回收率89.08% .金屬化率96.9%的直接還原鐵；3、將上述2步驟磁選出的直接還原鐵經常規(guī)壓塊成型機壓塊后，得直接還原鐵 塊，送煉鋼爐中代替廢鋼作為煉鋼原料。上述實施例的金屬化率均能達到90%以上。這說明用回轉窯、隧道窯生產直接還 原鐵工藝可行。但是要注意結圈，這是回轉窯生產的最大問題。而隧道窯的最大問題是勞 動強度大、還原時間長、生產效率低。因此在工業(yè)試驗生產中還應更多的做工作，達到最優(yōu) 化的工藝條件以便節(jié)約成本。
權利要求
一種用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，其特征在于以低品位、高磷、高硅難選冶鐵礦石為原料，經下列工藝步驟A、將礦石破碎至粒徑小于15mm，按礦石∶還原劑∶脫磷劑＝100∶30～45∶25～50的質量比，將破碎的礦石與還原劑、脫磷劑混合均勻，在溫度為1000～1200℃條件下，還原焙燒18～24小時，得松散的初級直接還原鐵；B、將步驟A的松散直接還原鐵經常規(guī)磨礦、磁選，分離出細粒級的直接還原鐵以及脈石和磷，以將磷、SiO2等雜質從礦石中分離出去；C、將步驟B磁選出的細粒級直接還原鐵粉，按常規(guī)壓塊得直接還原鐵塊，送煉鋼爐中代替廢鋼作為煉鋼原料。
2.如權利要求1所述的用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，其特征在于所述步 驟A的還原劑為褐煤、無煙煤、煙煤、半焦、焦炭粉中的一種；脫磷劑為硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸 氫鈉、碳酸氫鈣中的一種或幾種的混合。
3.如權利要求1所述的用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，其特征在于所述步 驟A的礦石破碎用常規(guī)破碎設備完成，還原焙燒在常規(guī)回轉窯或隧道窯中完成。
4.如權利要求1所述的用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，其特征在于所述步 驟B的磨礦在常規(guī)磨礦機上完成，磁選在常規(guī)磁選機上完成。
5.如權利要求1所述的用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，其特征在于所述步 驟B的磨礦、磁選至少為一次磨礦、磁選，具體磨礦、磁選次數視不同礦石的組成、緊密共生 情況、嵌布粒度情況具體確定。
6.如權利要求1所述的用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，其特征在于所述步 驟C的壓塊在常規(guī)壓力成型機上完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用高磷高硅貧鐵礦生產直接還原鐵的方法，以低品位、高磷、高硅難選冶鐵礦石為原料，按礦石∶還原劑∶脫磷劑＝100∶30～45∶25～50的質量比混合均勻，在1000～1200℃下，還原焙燒18～24小時；之后經常規(guī)磨礦、磁選，將磷、SiO2等雜質從礦石中分離出去；之后將磁選出的直接還原鐵粉壓塊，送煉鋼爐中代替廢鋼作為煉鋼原料。從而使礦物組成復雜、各種礦物緊密共生、嵌布粒度極細的低品位高磷高硅貧鐵礦得到充分利用。本發(fā)明省去了選礦、燒結、球團以及煉焦等高能耗、高污染工藝及設備，故投資小，工藝簡單，而且脫除的含磷、含硅脈石進一步綜合利用后，還可回收其中的有價元素，因此不產生廢棄物，不污染環(huán)境，礦石中鐵回收率高，脫磷、脫硅效果顯著。
文檔編號C21B13/00GK101864506SQ20101012653
公開日2010年10月20日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權日2010年3月18日
發(fā)明者葉亞雄, 唐美錫, 孫體昌, 官金蓮, 張竹明, 栗偉, 王化軍, 羅明發(fā), 雷云 申請人:昆明鋼鐵控股有限公司