一種低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】一種低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：(1)將低品位鮞狀高磷赤鐵礦磨礦至-200目含量65wt%～85wt%；(2)對(duì)于原料為含F(xiàn)e品位＜40wt%的鮞狀高磷赤鐵礦，采用一次粗選一次掃選浮選工藝進(jìn)行初步富集，得到浮選精礦，浮選尾礦拋棄；對(duì)于含F(xiàn)e品位≥40wt%的鮞狀高磷赤鐵礦，此步驟省略；(3)酸浸脫磷升鐵，得到鐵精礦S1和洗水L1；（4）往酸浸母液中加入過量的硫酸沉淀鈣離子，得到固體S2和液體L2，L2返回酸浸池中，作為浮選精礦或礦漿調(diào)漿使用，S2可以作為建材原料；（5）將洗水L1，加入堿性物質(zhì)中和。本發(fā)明流程短，能耗低，操作簡(jiǎn)單，成本低，在過程中產(chǎn)生的母液經(jīng)過簡(jiǎn)單處理，可以循環(huán)利用，而洗水經(jīng)中和處理對(duì)環(huán)境無污染。
【專利說明】一種低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，尤其是涉及一種“浮選一酸浸法”聯(lián)合處理低品位鮞狀高磷赤鐵礦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)有30億噸鮞狀高磷赤鐵礦，這種鐵礦石含P高(0.4~1.0%)、品位一般在35%~50%之間，氧化鐵晶粒嵌布粒度細(xì)(I~3 μ m)，選別分離相當(dāng)困難，因而未得到有效開采利用。這種鐵礦石中的磷賦存于膠磷礦中，并與富含氧化鐵的鮞綠泥石混雜在一起，形成同心層狀相間的鮞粒結(jié)構(gòu)；若不改變鐵的賦存狀態(tài)，鐵就無法精選富集，磷也無法有效剔除。
[0003]磷對(duì)鋼材性能的影響很大，磷是絕大多數(shù)鋼種中的有害元素，主要表現(xiàn)在:(I)磷顯著擴(kuò)大液固兩相區(qū)，在鑄件凝固時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的偏析現(xiàn)象，同時(shí)縮小了相區(qū)，因而助長(zhǎng)了凝固過程中的偏析；(2)磷在α及Y固熔體中擴(kuò)散速度較慢，造成組織的不均勻。由于磷在液相中的溶解度比在固相中的溶解度大得多，因此磷易在晶界上析出，所以磷在晶粒間能形成高磷的脆性紋理，損害鋼的脆性，在低溫時(shí)尤為明顯(俗稱冷脆)，對(duì)于含碳高的鋼，磷的危害作用更為顯著。
[0004]由于磷的上述危害，因此在煉鋼過程中應(yīng)盡可能降低鋼水中的磷含量，若鐵礦石在入爐之前就能將其中的磷去除，那么將大大降低煉鋼成本。目前，高磷鐵礦石的降磷方法主要有選礦方法、化學(xué)方法、冶煉方法以及微生物脫磷方法。
[0005]高磷鐵礦石的資源特點(diǎn)決定了其屬于難選和較難選的礦石。其典型選礦分選工藝主要包括:焙燒磁選、強(qiáng)磁選、浮選工藝、選擇性聚團(tuán)分選、聯(lián)合流程。近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)高磷鐵礦石降磷理論及工藝進(jìn)行了大量的研究并取得了一定的進(jìn)展，但是由于我國(guó)高磷鐵礦石特別是“寧鄉(xiāng)式”高磷鮞狀赤鐵礦的礦物組成比較復(fù)雜，磷礦物嵌布粒度細(xì)小，因此利用選礦法脫磷仍存在不少問題。如陳友誼等用弱磁一強(qiáng)磁脫磷工藝對(duì)梅山鐵礦石進(jìn)行深選脫磷研究，結(jié)果表明:(1)脫磷率低；(2)由于細(xì)磨，降低球磨臺(tái)時(shí)處理量，增加了產(chǎn)品沉降、濃縮的困難。磨礦細(xì)度增加，球磨臺(tái)時(shí)處理能力降低，使磨礦成本明顯增加；(3)鐵的損失量大，鐵的回收率降低。由于高磷鐵礦石中磷礦物粒度細(xì)小，嵌布特征復(fù)雜，礦石礦物組成復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的選礦方法很難達(dá)到令人滿意的效果。
[0006]化學(xué)方法脫磷就是以硝酸、鹽酸或硫酸對(duì)礦石進(jìn)行酸浸脫磷。該方法是一種較為有效的脫磷方法，而且礦石中磷礦物無須完全單體解離，只要暴露出來與浸出液接觸就可以達(dá)到降磷的目的，然而化學(xué)方法脫磷耗酸量大，成本高，酸性浸出液對(duì)設(shè)備的腐蝕大，而且容易導(dǎo)致礦石中可溶性鐵礦物溶解，造成鐵損失。
[0007]南方冶金學(xué)院利用解膠浸礦法對(duì)“寧鄉(xiāng)式”膠磷鐵礦石進(jìn)行抗鹽保鐵降磷研究，結(jié)果表明能脫除礦石中40~50%的磷，但該方案使用的介質(zhì)濃度高達(dá)3~5mol/L，成本高，而且脫磷率也較低。瑞典某鐵礦利用硝酸對(duì)高磷鐵礦石進(jìn)行酸浸脫磷。礦石中磷含量從0.2%下降到0.05%。但該方法耗酸大，成本高，而且脫磷率也較低。[0008]國(guó)內(nèi)外還有一部分鋼鐵廠冶煉脫磷包括鐵水預(yù)處理脫磷和轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷。鐵水預(yù)處理脫磷的基本原理就是煉鋼鐵水在入轉(zhuǎn)爐或電爐前，以氧化性和堿性氧化物或高氧化性的堿性渣與鐵水中的磷發(fā)生反應(yīng)對(duì)鐵水進(jìn)行預(yù)處理脫磷。此法效果好，但是成本較高，且鐵水溫降大，對(duì)高磷鐵水的脫磷存在一定困難。
[0009]目前，國(guó)外在低磷(0.15%以下)鐵水的脫磷方面己有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。脫磷工藝有下列幾種:
I)在高爐出鐵場(chǎng)脫磷。如意大利塔蘭托廠，向高爐出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流咀下面的鐵流噴吹脫磷劑進(jìn)行脫磷。噴吹脫磷劑50-55kg/t鐵后，鐵水的含磷量由0.08%降至0.02%。此工藝較簡(jiǎn)單，適用于處理低磷鐵水。其主要缺點(diǎn)是脫磷率低，操作環(huán)境差。
[0010]2)在鐵水預(yù)處理站脫磷。日本廣泛采用了此種工藝。根據(jù)不同渣系，各公司先后開發(fā)了 SARP.SMP和ORP等脫磷方法。這些方法處理低磷(小于0.15%)鐵水效果頗佳，脫磷率可達(dá)90%~95%，但處理時(shí)間長(zhǎng)、鐵水溫降100~1700°C，且需要扒渣。有的公司為了減少鐵水溫降，在噴吹固體氧化劑的同時(shí)，噴入一定的氧氣。鐵水效果頗佳，但對(duì)磷含量大于0.15%的鐵礦則效果不理想，而且會(huì)影響鐵的質(zhì)量。
[0011]3)在轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫磷。如神戶制鋼加古川廠的OLIPS法，在吹氧的同時(shí)將一根副槍插入熔池噴入脫磷劑以達(dá)到脫磷的目的，脫磷后的鐵水兌入另一轉(zhuǎn)爐煉鋼；再如神戶制鋼鹿島廠的SRP法，其原理是利用兩個(gè)轉(zhuǎn)爐構(gòu)成兩個(gè)逆流反應(yīng)器。鐵水兌入一個(gè)轉(zhuǎn)爐后，從頂部加入脫磷劑(轉(zhuǎn)爐渣或礦石+石灰+螢石)并吹入一定量的氧氣，脫磷后的鐵水(半鋼)倒入另一個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼。這種工藝具有處理時(shí)間短(2.5~IOmin)，鐵水溫降小(基本不降溫甚至可以吃少量廢鋼)，反應(yīng)空間大，脫磷劑消耗少，不必扒渣，金屬回收率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是十分經(jīng)濟(jì)的鐵水脫磷法；但此方法只能用于處理含磷低于0.15%的鐵水，對(duì)含磷高的鐵礦處理效果不理想，而且含量高的鐵礦對(duì)設(shè)備要求較高，在國(guó)內(nèi)一直難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能耗低，操作簡(jiǎn)單方便，成本低的低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝。
[0013]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)將低品位鮞狀高磷赤鐵礦磨礦至-200目含量65wt%~85wt%(質(zhì)量濃度)，得礦漿； 進(jìn)一步，磨礦方式為球磨，磨礦質(zhì)量濃度50%~65%，磨礦介質(zhì)為工業(yè)用水或者自來水；
(2)對(duì)于原料為含F(xiàn)e品位<40wt%的鮞狀高磷赤鐵礦，將步驟(1)得到的礦漿采用一次粗選一次掃選浮選工藝進(jìn)行初步富集，得到浮選精礦(含F(xiàn)e品位> 40wt%)，浮選尾礦拋棄；對(duì)于含F(xiàn)e品位> 40wt%的鮞狀高磷赤鐵礦，此步驟省略；
浮選介質(zhì)為工業(yè)用水或者自來水，粗選時(shí)直接加入油酸鈉水溶液進(jìn)行浮選，浮選時(shí)間為2~5分鐘；掃選時(shí)直接加入油酸鈉捕收劑水溶液進(jìn)行浮選，浮選時(shí)間為I~3分鐘；浮選藥劑用量為:粗選添加藥劑為150~300g/t原礦，掃選添加藥劑為70~150g/t原礦；浮選溫度為常溫浮選；
加藥方式為:將藥劑配制成水溶液，水浴50~90°C加熱，待藥劑全部溶解在水中后，加入至礦漿中；(3)酸浸脫磷升鐵:將步驟(2)得到的浮選精礦或步驟(1)所得礦漿泵入酸浸池調(diào)漿至固體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)20%~30%，然后加入質(zhì)量濃度20wt%~35wt%的鹽酸，調(diào)漿后的礦漿質(zhì)量與鹽酸質(zhì)量比為2~3:1~1.5,攪拌反應(yīng)0.5~3小時(shí),再過濾,得到的濾液為酸浸母液，過濾得到的固體以固液比1: 3~10再漿洗滌3~10分鐘，再次過濾后得到鐵精礦S1和洗水L1 ；
(4)往步驟(3)得到的酸浸母液中加入過量的硫酸沉淀鈣離子，得到固體S2和液體L2,L2返回酸浸池中，作為浮選精礦或礦漿調(diào)漿使用，S2可以作為建材原料；
(5)將步驟(3)得到的洗水L1，加入堿性物質(zhì)CaO中和，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)，L1成中性，可以排放。
[0014]本發(fā)明可適用國(guó)內(nèi)外聞中低品位的聞憐麵狀赤鐵礦。
[0015]本發(fā)明流程短，能耗低，操作簡(jiǎn)單，成本低，在過程中產(chǎn)生的母液經(jīng)過簡(jiǎn)單處理，可以循環(huán)利用，而洗水經(jīng)中和處理對(duì)環(huán)境無污染。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1
本實(shí)施例的原料含F(xiàn)e品位為43.50wt%o
[0018]本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將低品位鮞狀高磷赤鐵礦磨礦至-200目含量75%(質(zhì)量濃度)，得礦漿；磨礦方式為球磨，磨礦質(zhì)量濃度50%，磨礦介質(zhì)為工業(yè)用水；
(2)酸浸脫磷升鐵:將步驟(1)所得礦漿泵入酸浸池內(nèi)調(diào)漿至固體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)30%，加入質(zhì)量濃度為35wt%的濃鹽酸，調(diào)漿后的礦漿質(zhì)量與濃鹽酸質(zhì)量比為2:1，進(jìn)行酸浸脫磷升鐵，攪拌反應(yīng)2.5小時(shí)；再過濾，得到的濾液為酸浸母液，過濾得到的固體以固液比1:5再漿洗滌10分鐘，再次過濾后得到鐵精礦S1和洗水L1，鐵精礦S1具體檢測(cè)結(jié)果見表1 ;
(3)往步驟(2)得到的酸浸母液中加入20wt%的稀硫酸，酸浸母液與稀硫酸體積比為10:1，得到固體S2和液體L2, L2返回酸浸池中，作為礦漿調(diào)漿使用，S2可以作為建材原料；
(4)將步驟(2)得到的洗水L1，加入CaO進(jìn)行中和，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),L1成中性，可以排放。
[0019]表1實(shí)施例1操作過程中所得產(chǎn)品的品位、回收率、脫除率結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)將低品位鮞狀高磷赤鐵礦磨礦至-200目含量65wt%~85wt%，得礦漿； (2)對(duì)于原料為含F(xiàn)e品位<40wt%的鮞狀高磷赤鐵礦，將步驟(1)得到的礦漿采用一次粗選一次掃選浮選工藝進(jìn)行初步富集，得到浮選精礦，浮選尾礦拋棄；對(duì)于含F(xiàn)e品位^ 40wt%的鮞狀高磷赤鐵礦，此步驟省略； (3)酸浸脫磷升鐵:將步驟(2)得到的浮選精礦或步驟(1)所得礦漿泵入酸浸池調(diào)漿至固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%~30%，然后加入質(zhì)量濃度為20wt%~35wt%的鹽酸，調(diào)漿后的礦漿質(zhì)量與鹽酸質(zhì)量之比為2~3:1~1.5，攪拌反應(yīng)0.5~3小時(shí)，過濾，得到的濾液為酸浸母液，過濾得到的固體以固液比1: 3~10再漿洗滌3~10分鐘，再次過濾后得到鐵精礦S1和洗水L1 ； (4)往步驟(3)得到的酸浸母液中加入過量的硫酸沉淀鈣離子，得到固體S2和液體L2,L2返回酸浸池中，作為浮選精礦或礦漿調(diào)漿使用，S2可以作為建材原料； (5)將步驟(3)得到的洗水L1，加入堿性物質(zhì)中和成中性，達(dá)標(biāo)排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟(I)中，磨礦方式為球磨，磨礦質(zhì)量濃度50%~65%，磨礦介質(zhì)為工業(yè)用水或者自來水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟(2)中，一次粗選一次掃選后得到浮選精礦，含F(xiàn)e品位> 40wt%o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟(2)中，浮選介質(zhì)為工業(yè)用水或者自來水，粗選時(shí)直接加入油酸鈉水溶液進(jìn)行浮選，浮選時(shí)間為2~5分鐘；掃選時(shí) 直接加入油酸鈉捕收劑水溶液進(jìn)行浮選，浮選時(shí)間為I~3分鐘；浮選藥劑用量為:粗選添加藥劑為150~300g/t原礦，掃選添加藥劑為70~150g/t原礦；浮選溫度為常溫浮選； 加藥方式為:將藥劑配制成水溶液，水浴50~90°C加熱，待藥劑全部溶解在水中后，加入至礦漿中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位鮞狀高磷赤鐵礦脫磷升鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟(5)中,所述堿性物質(zhì)為CaO。
【文檔編號(hào)】C22B1/11GK103695638SQ201310734205
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】譚之海, 湯建良, 童德愉, 季榮, 申睿 申請(qǐng)人:化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院