用豎爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用豎爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其步驟包括：(1)按重量份數(shù)取高磷礦粉49份，膨潤土1份，煤粉2.5～20份，其中上述組分粒度≤0.074毫米的占60％以上；(2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10％，壓制成球團(tuán)；(3)在豎爐固定床中于1000℃下進(jìn)行還原反應(yīng)，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為5％～30％。本發(fā)明采用常見的豎爐直接生產(chǎn)高磷鐵，大大節(jié)省了成本，而且工藝簡單，效果好。同時(shí)，反應(yīng)的溫度也低，節(jié)省能源，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說明】用豎爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體是指一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，我國已成為鐵礦石最大的進(jìn)口國，鋼鐵工業(yè)面臨著原 材料資源短缺的危險(xiǎn)，為我國鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展造成了很大的威脅。但我國資源豐富的 高磷鮞狀赤鐵礦一直沒有得到開發(fā)利用。我國高磷鐵礦石的礦物組成復(fù)雜，磷礦物嵌布粒 度細(xì)小，磷礦物與鐵礦物之間關(guān)系密切，聯(lián)結(jié)力大，鐵礦物大部分為赤鐵礦類型，屬于難選 礦石。鄂西高磷鐵礦發(fā)現(xiàn)于1959年，分布面積達(dá)1. 8萬平方公里，儲(chǔ)量約22億噸，屬巨型 鐵礦。這一探明儲(chǔ)量分布在鄂西的宜昌、長陽、建始、恩施等十個(gè)縣（市）境內(nèi)。該鐵礦石 中含鐵41. 95%?52. 60%，含磷0. 3%?1. 8%，SiOjP AI2O3含量也較高，屬于"寧鄉(xiāng)式" 鮞狀赤鐵礦。該類鐵礦的開發(fā)利用一直受到廣泛關(guān)注。因此，如何綜合開發(fā)利用高磷赤鐵 礦資源是我國緩解礦產(chǎn)資源短缺迫切需要解決的問題。
[0003] 但是，高磷鐵礦很難按照常規(guī)方法用高爐冶煉，這是因?yàn)椋好摿讘?yīng)該是在氧化氣氛 下進(jìn)行，磷才容易進(jìn)入渣中脫去，然而高爐內(nèi)為還原氣氛下的冶煉，因此沒有辦法完成脫磷 的操作。同時(shí)，高磷鐵礦氧化鋁含量一般偏高，而高爐產(chǎn)生的爐渣為酸性渣系，因此會(huì)嚴(yán)重 影響高爐的穩(wěn)定、順行，必須人為添加富含氧化鎂的爐料才能減輕影響，不適宜長期冶煉。
[0004] 為加快鄂西1?憐礦的開發(fā)利用，國內(nèi)企業(yè)、1?校、研究院所對(duì)1?憐礦直接還原工藝 的研究很多。高磷礦直接還原工藝即在非高爐條件下，含碳混合物料以固體形態(tài)被還原成 金屬化球團(tuán)、海綿鐵或珠鐵的方法。直接還原高磷礦的技術(shù)在國外已取得較大發(fā)展，近年來 我國在消化國外技術(shù)的同時(shí)也取得一定突破，自主研究開發(fā)出轉(zhuǎn)底爐法和回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)金 屬化球團(tuán)工藝，已投入實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。例如專利"CN200610019950. 4"，名稱為"一種鮞狀高 磷赤鐵礦脫磷提鐵的生產(chǎn)方法"的專利中，將含碳物料在高溫下還原，冷卻后經(jīng)過細(xì)磨、磁 選使金屬鐵顆粒和含磷脈石分離。但是不適用于堅(jiān)爐生產(chǎn)，需要重新造爐，增加成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷 鐵的方法，本發(fā)明可以利用堅(jiān)爐直接還原球團(tuán)金屬，得到高磷鐵。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其步驟 包括：
[0007] (1)按重量份數(shù)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉2. 5?20份，其中上述組分粒 度< 0.074毫米的占60%以上；
[0008] ⑵配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，壓制成球團(tuán)；
[0009] (3)在堅(jiān)爐固定床中于KKKTC下進(jìn)行還原反應(yīng)，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的混 合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為5%?30%。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中壓制球團(tuán)采用手工壓制。這是由于配碳量較高，采用手工 壓制效果更好。
[0011] 優(yōu)選的，所述高磷礦粉中包括有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為66-67 %的赤鐵礦、2. 0-3. 0 %的 磷灰石、7. 0-9. 0%石英、磷元素為0. 6-1. 0%。所述高磷礦粉中鐵元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 50-52%，經(jīng)磁化焙燒提純后該礦石鐵元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為59-63%。優(yōu)選采用鄂西高磷礦。
[0012] 優(yōu)選的，所述煤粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括：固定碳52-60%、灰分30-42%。優(yōu)選采用鄂 西當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中還原時(shí)間為2-4小時(shí)。
[0014] 本發(fā)明只要保證合理的配碳量和和適當(dāng)?shù)倪€原性氣體CO的體積百分比，在堅(jiān)爐 允許的KKKTC的溫度下，保證充足的還原反應(yīng)時(shí)間（2?4h)，球團(tuán)金屬化率是可以穩(wěn)定達(dá) 到85%以上，增加配碳量有利于金屬球團(tuán)化的過程，金屬化率達(dá)標(biāo)所需時(shí)間也相應(yīng)縮短， 從還原動(dòng)力學(xué)來說，這個(gè)結(jié)果也是合理的，鐵礦粉周圍布滿碳粉，碳素與氧化鐵接觸面積增 多，促進(jìn)了還原過程。從金屬球團(tuán)化率的結(jié)果可以看出，利用堅(jiān)爐還原高磷鐵礦石是可以生 產(chǎn)出符合要求的高磷鐵的，在鄂西蘊(yùn)藏豐富高磷礦而一直未被開發(fā)利用的現(xiàn)狀下，一種用 堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0015] 本發(fā)明采用常見的堅(jiān)爐直接生產(chǎn)高磷鐵，無需單獨(dú)造爐，大大節(jié)省了成本，而且工 藝簡單，效果好。同時(shí)，反應(yīng)的溫度也低，節(jié)省能源，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明：
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0019] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉2. 5份，各組分粒度< 0. 074毫米占60% 以上；
[0020] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0021] (3)在堅(jiān)爐固定床中于1000°C下進(jìn)行還原反應(yīng)4h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的 混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為30%。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] -種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0024] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉4. 5份，各組分粒度<0· 074毫米占60% 以上；
[0025] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0026] (3)在堅(jiān)爐固定床中于KKKTC下進(jìn)行還原反應(yīng)3. 5h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2 的混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為20%。
[0027] 實(shí)施例3
[0028] -種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0029] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉5份，各組分粒度<0· 074毫米占60%以 上；
[0030] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0031] (3)在堅(jiān)爐固定床中于KKKTC下進(jìn)行還原反應(yīng)3. 5h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2 的混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為25%。
[0032] 實(shí)施例4
[0033] -種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0034] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉7. 5份，各組分粒度< 0. 074毫米占60% 以上；
[0035] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0036] (3)在堅(jiān)爐固定床中于1000°C下進(jìn)行還原反應(yīng)3h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的 混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為20%。
[0037] 實(shí)施例5
[0038] -種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0039] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉4. 5份，各組分粒度<0· 074毫米占60% 以上；
[0040] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0041] (3)在堅(jiān)爐固定床中于KKKTC下進(jìn)行還原反應(yīng)3. 5h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2 的混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為20%。
[0042] 實(shí)施例6
[0043] 一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0044] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉10份，各組分粒度<0· 074毫米占60% 以上；
[0045] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0046] (3)在堅(jiān)爐固定床中于1000°C下進(jìn)行還原反應(yīng)3h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的 混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為25%。
[0047] 實(shí)施例7
[0048] 一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0049] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉12. 5份，各組分粒度<0· 074毫米占60 % 以上；
[0050] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0051] (3)在堅(jiān)爐固定床中于KKKTC下進(jìn)行還原反應(yīng)2. 5h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2 的混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為25%。
[0052] 實(shí)施例8
[0053] -種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦的方法，其步驟包括：
[0054] (1)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉20份，各組分粒度<0· 074毫米占60% 以上；
[0055] (2)配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，手工壓制成球團(tuán)；
[0056] (3)在堅(jiān)爐固定床中于1000°C下進(jìn)行還原反應(yīng)2h，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的 混合氣體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為5%。
[0057] 所述高磷礦粉為鄂西高磷礦，高磷礦粉中包括包括有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為66-67%的赤 鐵礦、2. 0-3. 0 %的磷灰石、7. 0-9. 0 %石英、磷元素為0. 6-1. 0 %，鐵元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 50-52%，經(jīng)磁化焙燒提純后該礦石鐵元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為59-63%。所述煤粉為鄂西當(dāng)?shù)?無煙煤，煤粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括：固定碳52-60%、灰分30-42%。
[0058] 表1實(shí)施例1-8高磷礦還原結(jié)果
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其步驟包括： (1) 按重量份數(shù)取高磷礦粉49份，膨潤土 1份，煤粉2. 5?20份，其中上述組分粒度 彡0.074毫米的占60%以上； (2) 配料后將原料倒在造球盤上，噴灑霧化水，水量10%，壓制成球團(tuán)； (3) 在堅(jiān)爐固定床中于1000°C下進(jìn)行還原反應(yīng)，所述還原反應(yīng)采用CO和N2的混合氣 體氛圍，CO占?xì)怏w體積比為5%?30%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其特征在于：所述 步驟（2)中壓制球團(tuán)采用手工壓制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其特征在于：所述 高磷礦粉中包括有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為66-67 %的赤鐵礦、2. 0-3. 0 %的磷灰石、7. 0-9. 0 %石英、 磷元素為0. 6-1. 0%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其特征在于：所述 高磷礦粉中鐵元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50-52%，經(jīng)磁化焙燒提純后該礦石鐵元素的質(zhì)量百分 數(shù)為 59-63%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其特征在于：所述 煤粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括：固定碳52-60%、灰分30-42%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用堅(jiān)爐直接還原高磷礦生產(chǎn)高磷鐵的方法，其特征在于：所述 步驟（3)中還原時(shí)間為2-4小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C21B13/02GK104313229SQ201410604553
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】李紅, 何明華, 文志軍 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司