制備鐵粉的方法和制備鐵粉的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了制備鐵粉的方法以及實(shí)施該制備鐵粉的方法的制備鐵粉的系統(tǒng)。其中，制備鐵粉的方法包括：將含磷鐵礦石進(jìn)行破碎處理，得到鐵礦石顆粒；利用還原氣對(duì)鐵礦石顆粒進(jìn)行磁化焙燒處理，得到磁化后物料；將磁化后物料進(jìn)行水淬冷卻，并經(jīng)第一級(jí)磨礦磁選，得到鐵精礦粉；將鐵精礦粉與還原劑、石灰石、添加劑和粘結(jié)劑進(jìn)行混合處理，得到混合后物料；將混合后物料進(jìn)行造球處理，得到混合球團(tuán)；將混合球團(tuán)進(jìn)行還原冶煉處理，得到金屬化球團(tuán)；將金屬化球團(tuán)進(jìn)行第二級(jí)磨礦磁選處理，得到鐵粉，其中，所述鐵粉的磷品位不高于0.05％。該方法采用雙級(jí)“焙燒—磁選”流程處理含磷鐵礦石，獲得鐵品位高、低磷的金屬鐵粉。
【專利說明】
制備鐵粉的方法和制備鐵粉的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制備鐵粉的方法，以及實(shí)施前述的制備鐵粉的方法的制備鐵粉的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨全球鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源大量消耗并趨于枯竭，為保證鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)劣質(zhì)鐵礦石資源的開發(fā)勢(shì)在必行。我國(guó)高磷鮞狀赤鐵礦極其豐富，總儲(chǔ)量約35億噸左右，其中工業(yè)儲(chǔ)量約16.8億噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量約18.2億噸，屬磷伴生礦，且赤鐵礦嵌布粒度極細(xì)相互層層包裹，必須磨至30μπι以下或者幾個(gè)微米才能使其環(huán)帶解離或鮞核單體解離，另外含磷礦物主要呈分散狀存在于鐵礦物中，導(dǎo)致磷難以脫去。由于磷含量較高，傳統(tǒng)高爐冶煉流程也很少使用，致使高磷鮞狀赤鐵礦多年來(lái)一直沒有得到有效的開發(fā)利用。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)對(duì)高磷鮞狀赤鐵礦利用開展了大量工作，主要體現(xiàn)在脫磷和提鐵兩方面，主要有反浮選工藝、磁化焙燒工藝、煤基直接還原-磁選等工藝，但受于脫磷率和鐵回收率的限制，至今仍未找到一套技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的工藝方法。
[0004]由此，開發(fā)利用高磷鮞狀赤鐵礦的方法有待研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種制備鐵粉的方法，該方法通過磁化焙燒處理得到磁化后物料，再磨礦磁選，從而去除含磷鐵礦石中的磷，得到鐵精礦粉，并且，在磁化焙燒處理過程中，采用氣體還原劑以減少鐵礦石中雜質(zhì)的引入。
[0006]因而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備鐵粉的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:將含磷鐵礦石進(jìn)行破碎處理，以便得到鐵礦石顆粒;利用還原氣對(duì)所述鐵礦石顆粒進(jìn)行磁化焙燒處理，以便得到磁化后物料;其中，所述還原氣體包括二氧化碳和一氧化碳，且二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?100):1;將所述磁化后物料進(jìn)行水淬冷卻，經(jīng)第一級(jí)磨礦磁選處理，以便得到鐵精礦粉;將所述鐵精礦粉與還原劑、石灰石、添加劑和粘結(jié)劑進(jìn)行混合處理，以便得到混合后物料;將所述混合后物料進(jìn)行造球處理，以便得到混合球團(tuán)；將所述混合球團(tuán)進(jìn)行還原冶煉處理，以便得到金屬化球團(tuán)；以及將所述金屬化球團(tuán)進(jìn)行第二級(jí)磨礦磁選處理，以便得到鐵粉，其中，所述鐵粉的磷品位不高于0.05%。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備鐵粉的方法，該方法通過磁化焙燒處理得到磁化后物料，再磨礦磁選，從而去除含磷鐵礦石中的磷，得到鐵精礦粉，并且，在磁化焙燒處理過程中，采用氣體還原劑，而不配煤質(zhì)還原劑，以減少鐵礦石中雜質(zhì)的引入。由此，該方法采用雙級(jí)“焙燒一磁選”流程處理含磷鐵礦石，第一級(jí)“焙燒一磁選”流程獲得低磷鐵精礦粉，第二級(jí)“焙燒一磁選”流程處理低磷鐵精礦粉得到鐵粉，實(shí)現(xiàn)兩次脫磷，可有效脫除鐵礦石中的磷，獲得鐵品位高、低磷的金屬鐵粉，壓塊后可用作優(yōu)質(zhì)煉鋼冷卻劑。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備鐵粉的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述鐵礦石顆粒的平均粒徑為I?5mm，且含水量不高于10%。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述還原氣體包括二氧化碳和一氧化碳。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述還原氣體中，二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?
100):lo
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁化焙燒處理的溫度為600?1000°C，時(shí)間為20?60mino
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁化焙燒處理是在絕氧輻射加熱的條件下進(jìn)行的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述鐵精粉、所述還原劑、所述石灰石、所述添加劑和所述粘結(jié)劑按質(zhì)量比100: (18?35): (20?30): (O?3): 3進(jìn)行所述混合處理。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種實(shí)施前述的制備鐵粉的方法的制備鐵粉的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括:破碎機(jī)，所述破碎機(jī)具有含磷鐵礦石入口和鐵礦石顆粒出口 ；磁化焙燒裝置，所述磁化焙燒裝置具有還原氣入口、鐵礦石顆粒入口和磁化后物料出口，所述鐵礦石顆粒入口與所述鐵礦石顆粒出口相連;第一級(jí)磨礦磁選裝置，所述第一級(jí)磨礦磁選裝置具有磁化后物料入口和鐵精礦粉出口，所述磁化后物料入口與所述磁化后物料出口相連;混合裝置，所述混合裝置具有鐵精礦粉入口、還原劑入口、石灰石入口、添加劑入口、粘結(jié)劑入口和混合后物料出口，所述鐵精礦粉入口與所述鐵精礦粉出口相連;造球裝置，所述造球裝置具有混合后物料入口和混合球團(tuán)出口，所述混合后物料入口與所述混合后物料出口相連;還原冶煉裝置，所述還原冶煉裝置具有混合球團(tuán)入口和金屬化球團(tuán)出口，所述混合球團(tuán)入口與所述混合球團(tuán)出口相連；以及第二級(jí)磨礦磁選裝置，所述第二級(jí)磨礦磁選裝置具有金屬化球團(tuán)入口和鐵粉出口，所述金屬化球團(tuán)入口與所述金屬化球團(tuán)出口相連。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備鐵粉的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過磁化焙燒裝置進(jìn)行磁化焙燒處理得到磁化后物料，再磨礦磁選，從而去除含磷鐵礦石中的磷，得到鐵精礦粉，并且，在磁化焙燒處理過程中，采用氣體還原劑，而不配煤質(zhì)還原劑，以減少鐵礦石中雜質(zhì)的引入。由此，該系統(tǒng)采用雙級(jí)“焙燒一磁選”流程處理含磷鐵礦石，第一級(jí)“焙燒一磁選”流程獲得低磷鐵精礦粉，第二級(jí)“焙燒一磁選”流程處理低磷鐵精礦粉得到鐵粉，實(shí)現(xiàn)兩次脫磷，可有效脫除鐵礦石中的磷，獲得鐵品位高、低磷的金屬鐵粉，壓塊后可用作優(yōu)質(zhì)煉鋼冷卻劑。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁化焙燒裝置為磁化焙燒爐。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁化焙燒裝置為全密閉磁化焙燒裝置。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁化焙燒裝置具有上下輻射管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁化焙燒裝置的還原氣入口與二氧化碳?xì)庠春鸵谎趸細(xì)庠聪噙B。
[0020]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備鐵粉的方法的流程示意圖；
[0023]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備鐵粉的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的磁化焙燒裝置的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的磁化焙燒裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027]制備鐵粉的方法
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備鐵粉的方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:
[0029]S100破碎處理
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將含磷鐵礦石進(jìn)行破碎處理，得到鐵礦石顆粒。通過破碎處理，得到小粒徑的鐵礦石顆粒，增加鐵礦石與還原氣的接觸面積，有利于充分還原。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石顆粒的粒徑不受特別的限制，只要能與還原氣接觸保證氧化鐵充分還原為四氧化三鐵即可。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，鐵礦石顆粒的平均粒徑為I?5mm，且含水量不高于10%。鐵礦石顆粒的粒徑越小，與還原氣的接觸面積越大，有利于還原充分，但粒度過細(xì)容易被還原氣流帶走，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵礦石顆粒的平均粒徑為I?5_時(shí)，即保證鐵礦石顆粒在有限時(shí)間內(nèi)被還原充分，同時(shí)，不易被還原氣流帶走，造成原料損失。
[0032]S200磁化焙燒處理
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用還原氣對(duì)所述鐵礦石顆粒進(jìn)行磁化焙燒處理，得到磁化后物料。由此，通過磁化焙燒，使鐵礦石中的氧化鐵還原為四氧化三鐵，便于通過磁選去除磷。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原氣體包括二氧化碳和一氧化碳。由此，發(fā)明人通過熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，采用CO和CO2混合氣作為還原氣體，同時(shí)控制好它們之間的比例保證一定的氧分壓，可以實(shí)現(xiàn)鐵礦石的氧化鐵還原為四氧化三鐵。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原氣體中，二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?100):1。若該比例過小有可能造成具有強(qiáng)磁性的Fe3O4進(jìn)一步還為浮士體，不易通過磁選回收，而比例過大會(huì)造成還原速率減慢，效果變差。當(dāng)二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?100):1時(shí)，還原氣體的還原性適當(dāng)，使氧化鐵只能還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵，具體反應(yīng)式如下:
[0035]Fe203+C0 = Fe304+C02
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒處理的溫度為600?1000°C，時(shí)間為20?60min。由此，在該溫度條件下，保證鐵礦石只能被還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵，并且，含磷礦物不被還原為單質(zhì)磷進(jìn)入含鐵相中，從而，有效地實(shí)現(xiàn)含磷鐵礦石的磷和鐵分離。如果溫度過低鐵礦石中的氧化鐵不易被還原氣體還原或者還原速度很慢，如果溫度過高礦物中的磷容易被還原進(jìn)而進(jìn)入到鐵相中，不能起到脫磷效果。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒處理是在絕氧輻射加熱的條件下進(jìn)行的。由此，使磁化焙燒處理在成份穩(wěn)定的還原氣氛中進(jìn)行，保證氧化鐵只能還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵。
[0038]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)上述磁化焙燒處理所采用的磁化焙燒爐進(jìn)行說明，磁化焙燒爐的橫截面示意圖如圖3所示，磁化焙燒爐輻射管加熱示意圖如圖4所示，爐體進(jìn)行全密閉，采用上下輻射管加熱方式，可實(shí)現(xiàn)絕氧加熱，確保爐內(nèi)氣氛。物料上下受熱，溫度較為均勻，反應(yīng)能夠進(jìn)行徹底。焙燒爐爐床由液壓系統(tǒng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，C02/C0混合氣從出料端通入，使得氣流方向與爐床旋轉(zhuǎn)方向相反。此外，焙燒系統(tǒng)能夠連續(xù)出料和進(jìn)料，處理量大，生產(chǎn)效率高。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，鐵礦石顆粒均勻地布入到磁化焙燒爐的爐床上面，鋪料厚度為0-60mm，物料隨爐床一起旋轉(zhuǎn)。
[0039]S300第一級(jí)磨礦磁選處理
[0040]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將磁化后物料進(jìn)行水淬冷卻，然后在經(jīng)第一級(jí)磨礦磁選處理，得到鐵精礦粉。由此，利用第一級(jí)磨礦磁選處理，實(shí)現(xiàn)磷鐵分離，從磁化后物料中篩選得到鐵精礦粉，從而，有效地去除磷，得到磷含量低的鐵精礦粉。
[0041 ] S400混合處理
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將鐵精礦粉與還原劑、石灰石、添加劑和粘結(jié)劑進(jìn)行混合處理，得到混合后物料。由此，利用還原劑、石灰石、添加劑與鐵精礦粉混合均勻，鐵精礦粉與還原劑、石灰石和添加劑充分接觸，使還原冶煉處理過程中，鐵精礦粉被充分還原，而粘結(jié)劑促進(jìn)上述物料粘合在一起，便于后續(xù)的造球處理。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述鐵精粉、所述還原劑、所述石灰石、所述添加劑和所述粘結(jié)劑按質(zhì)量比100: (18?35): (20?30): (O?3): 3進(jìn)行所述混合處理。由此，還原劑與混合后物料中碳與鐵氧化物中氧的摩爾比為(I.1-1.5): I，從而，還原劑和還原添加劑與鐵精礦粉完全反應(yīng)，避免物料過量造成浪費(fèi)，并且，粘結(jié)劑的比例恰當(dāng)，物料之間易于團(tuán)聚在一起，進(jìn)而使混合物料易于成團(tuán)。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，還原劑為選自蘭炭、無(wú)煙煤和煙煤中的至少一種。由此，還原劑的還原效果好，并且，還原劑的價(jià)格低廉，降低生產(chǎn)成本。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，添加劑為碳酸鈉或硼砂。由此，有效促進(jìn)還原劑還原鐵氧化物。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述粘結(jié)劑為選自膨潤(rùn)土、糖蜜和淀粉中的至少一種。由此，粘結(jié)效果好，有利于造球處理。
[0047]S500造球處理
[0048]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將混合后物料進(jìn)行造球處理，得到混合球團(tuán)。由此，通過造球處理，得到粒徑適當(dāng)?shù)幕旌锨驁F(tuán)，便于后續(xù)的還原冶煉處理。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，混合后物料與水按質(zhì)量比100: (8-11)混合進(jìn)行造球處理。
[0050]S600還原冶煉處理
[0051]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將混合球團(tuán)進(jìn)行還原冶煉處理，得到金屬化球團(tuán)。由此，通過還原冶煉處理，使鐵精礦粉還原為單質(zhì)鐵。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原冶煉的溫度為1000?1200°C，時(shí)間為40?60min。由此，還原冶煉處理的溫度不超過1200°C，鐵礦石中的磷灰石不會(huì)被還原獲得磷單質(zhì)，進(jìn)而保證磷不進(jìn)入到鐵相中。
[0053]S700第二級(jí)磨礦磁選處理
[0054]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將金屬化球團(tuán)進(jìn)行第二級(jí)磨礦磁選處理，得到鐵粉，其中，鐵粉的磷品位不高于0.05%。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，該鐵粉壓成塊可用作優(yōu)質(zhì)的煉鋼冷卻劑。由此，通過第二級(jí)磨礦磁選處理進(jìn)行渣鐵分離，并進(jìn)一步去除磷，得到低磷鐵粉。其中，需要說明的是，第二級(jí)磨礦磁選處理得到的單質(zhì)鐵的形態(tài)不受特別的限制，可以根據(jù)具體的生產(chǎn)需要和裝置進(jìn)行選擇，可以是鐵粉、鐵塊或熔融鐵等。
[0055]制備鐵粉的系統(tǒng)
[0056]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種實(shí)施前述的制備鐵粉的方法的制備鐵粉的系統(tǒng)。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)該制備鐵粉的系統(tǒng)進(jìn)行解釋說明，該系統(tǒng)包括:破碎機(jī)100、磁化焙燒裝置200、第一級(jí)磨礦磁選裝置300、混合裝置400、造球裝置500、還原冶煉裝置600和第二級(jí)磨礦磁選裝置700。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，破碎機(jī)100具有含磷鐵礦石入口和鐵礦石顆粒出口。通過破碎機(jī)進(jìn)行破碎處理，得到小粒徑的鐵礦石顆粒，增加鐵礦石與還原氣的接觸面積，有利于充分還原。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石顆粒的粒徑不受特別的限制，只要能與還原氣接觸保證氧化鐵充分還原為四氧化三鐵即可。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，鐵礦石顆粒的平均粒徑為I?5mm，且含水量不高于10%。鐵礦石顆粒的粒徑越小，與還原氣的接觸面積越大，有利于還原充分，但粒度過細(xì)容易被還原氣流帶走，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵礦石顆粒的平均粒徑為I?5_時(shí)，即保證鐵礦石顆粒在有限時(shí)間內(nèi)被還原充分，同時(shí)，不易被還原氣流帶走，造成原料損失。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒裝置200具有還原氣入口、鐵礦石顆粒入口和磁化后物料出口，其中，鐵礦石顆粒入口與鐵礦石顆粒出口相連，利用還原氣對(duì)所述鐵礦石顆粒進(jìn)行磁化焙燒處理，得到磁化后物料，從而，通過磁化焙燒，使鐵礦石中的氧化鐵還原為四氧化三鐵，便于通過磁選去除磷。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒裝置200為磁化焙燒爐。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，磁化焙燒裝置200的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3和4所示，其中，圖3是磁化焙燒裝置的橫截面示意圖，圖4是上下輻射管的結(jié)構(gòu)示意圖，上下輻射管即設(shè)置在料層的上下兩側(cè)，此外，磁化焙燒裝置可以為全密閉加熱，采用上下輻射管進(jìn)行加熱，可實(shí)現(xiàn)絕氧加熱，確保爐內(nèi)氣氛成份穩(wěn)定，保證鐵礦石只能被還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵。并且，物料上下受熱，溫度較為均勻，反應(yīng)更徹底。同時(shí)，焙燒爐爐床由液壓系統(tǒng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，C02/C0混合氣從出料端通入，使得氣流方向與爐床旋轉(zhuǎn)方向相反。焙燒系統(tǒng)能夠連續(xù)出料和進(jìn)料，處理量大，生產(chǎn)效率高。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒裝置200的還原氣入口與二氧化碳?xì)庠春鸵谎趸細(xì)庠聪噙B。發(fā)明人通過熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，采用CO和CO2混合氣作為還原氣體，同時(shí)控制好它們之間的比例保證一定的氧分壓，可以實(shí)現(xiàn)鐵礦石的氧化鐵還原為四氧化三鐵。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原氣體中，二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?100):1。若該比例過小有可能造成具有強(qiáng)磁性的Fe3O4進(jìn)一步還為浮士體，不易通過磁選回收，而比例過大會(huì)造成還原速率減慢，效果變差。當(dāng)二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?100):1時(shí)，還原氣體的還原性適當(dāng)，使氧化鐵只能還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵，具體反應(yīng)式如下:
[0063]Fe203+C0 = Fe304+C02
[0064]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒裝置200進(jìn)行磁化焙燒處理的溫度為600?1000°C，時(shí)間為20?60min。由此，在該溫度條件下，保證鐵礦石只能被還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵。如果溫度過低鐵礦石中的氧化鐵不易被還原氣體還原或者還原速度很慢，如果溫度過高礦物中的磷容易被還原進(jìn)而進(jìn)入到鐵相中，不能起到脫磷效果。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁化焙燒裝置200進(jìn)行磁化焙燒處理是在絕氧輻射加熱的條件下進(jìn)行的。由此，使磁化焙燒處理在成份穩(wěn)定的還原氣氛中進(jìn)行，保證氧化鐵只能還原為具有強(qiáng)磁性的四氧化三鐵。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一級(jí)磨礦磁選裝置300具有磁化后物料入口和鐵精礦粉出口，其中，磁化后物料入口與磁化后物料出口相連，將磁化后物料進(jìn)行水淬冷卻，然后在經(jīng)第一級(jí)磨礦磁選處理，得到鐵精礦粉。由此，利用第一級(jí)磨礦磁選裝置，實(shí)現(xiàn)磷鐵分離，從磁化后物料中篩選得到鐵精礦粉，從而，有效地去除磷。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合裝置400具有鐵精礦粉入口、還原劑入口、石灰石入口、添加劑入口、粘結(jié)劑入口和混合后物料出口，其中，鐵精礦粉入口與鐵精礦粉出口相連，將鐵精礦粉與還原劑、石灰石、添加劑和粘結(jié)劑進(jìn)行混合處理，得到混合后物料。由此，利用還原劑、石灰石、添加劑與鐵精礦粉混合均勻，鐵精礦粉與還原劑、石灰石和、添加劑充分接觸，使還原冶煉處理過程中，鐵精礦粉被充分還原，而粘結(jié)劑促進(jìn)上述物料粘合在一起，便于后續(xù)的造球處理。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，造球裝置500具有混合后物料入口和混合球團(tuán)出口，其中，混合后物料入口與混合后物料出口相連，將混合后物料進(jìn)行造球處理，得到混合球團(tuán)。由此，通過造球處理，得到粒徑適當(dāng)?shù)幕旌锨驁F(tuán)，便于后續(xù)的還原冶煉處理。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原冶煉裝置600具有混合球團(tuán)入口和金屬化球團(tuán)出口，其中，混合球團(tuán)入口與混合球團(tuán)出口相連，將混合球團(tuán)進(jìn)行還原冶煉處理，得到金屬化球團(tuán)。由此，通過還原冶煉處理，使鐵精礦粉還原為單質(zhì)鐵。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原冶煉的溫度為1000?1200°C，時(shí)間為40?60min。由此，
還原溫度低，還原效果好。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二級(jí)磨礦磁選裝置700具有金屬化球團(tuán)入口和鐵粉出口，其中，金屬化球團(tuán)入口與金屬化球團(tuán)出口相連，將金屬化球團(tuán)進(jìn)行第二級(jí)磨礦磁選處理，得到鐵粉，其中，鐵粉的磷品位不高于0.05%。由此，通過第二級(jí)磨礦磁選處理進(jìn)行渣鐵分離，并進(jìn)一步去除磷，得到低磷鐵粉。其中，需要說明的是，第二級(jí)磨礦磁選處理得到的單質(zhì)鐵的形態(tài)不受特別的限制，可以根據(jù)具體的生產(chǎn)需要和裝置進(jìn)行選擇，可以是鐵粉、鐵塊或熔融鐵等。
[0071]下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是說明性的，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0072]實(shí)施例1
[0073]利用高磷鐵礦石制備鐵粉，其中，高磷鐵礦石的成分為TFe為46.03%，F(xiàn)eO為2.91%, P為0.92 %，水含量為8 %，具體方法如下:
[0074](I)將鐵礦石破碎至平均粒徑為3mm，均勻地布入磁化焙燒爐中，鋪料厚度為60mm，通入C02/C0體積比為10:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為750°C，焙燒35min。
[0075](2)將步驟(I)得到的焙燒后物料水冷后磨礦，在15000e場(chǎng)強(qiáng)下進(jìn)行磁選，磁選獲得鐵精礦粉。
[0076](3)按照鐵精礦粉100份，還原劑25份，石灰石20份，碳酸鈉3份，膨潤(rùn)土 3份進(jìn)行混合，混合后物料加水造球。
[0077](4)球團(tuán)烘干后均勻布入轉(zhuǎn)底爐，在1000°C?1200°C下還原50min。還原產(chǎn)物出料后直接冷卻，磨礦后，在12000e的場(chǎng)強(qiáng)下磁選，獲得鐵品位為92.26 %、P品位為0.047 %金屬鐵粉。
[0078]實(shí)施例2
[0079]利用高磷鐵礦石制備鐵粉，其中，高磷鐵礦石的成分為TFe為46.03%，F(xiàn)eO為2.91%, P為0.92 %，水含量為8 %，具體方法如下:
[0080](I)將鐵礦石破碎至平均粒徑為3mm，均勻地布入磁化焙燒爐中，鋪料厚度為50mm，通入C02/C0體積比為20:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為750°C，焙燒35min。
[0081 ] (2)將步驟(I)得到的焙燒后物料水冷后磨礦，在12000e場(chǎng)強(qiáng)下進(jìn)行磁選，磁選獲得鐵精礦粉。
[0082](3)按照鐵精礦粉100份，還原劑23份，石灰石25份，碳酸鈉3份，膨潤(rùn)土 3份進(jìn)行混合，混合后物料加水造球。
[0083](4)球團(tuán)烘干后均勻布入轉(zhuǎn)底爐，在1000°C?1200°C下還原40min。還原產(chǎn)物出料后直接冷卻，磨礦后在1000e的場(chǎng)強(qiáng)下磁選，獲得鐵品位為93.11 %、P品位為0.035%金屬鐵粉。
[0084]實(shí)施例3
[0085]利用高磷鐵礦石制備鐵粉，其中，高磷鐵礦石的成分為TFe為51.01%，F(xiàn)eO為
1.86%, P為0.71 %，水含量為4 %，具體方法如下:
[0086](I)將鐵礦石破碎至平均粒徑為3mm，均勻地布入磁化焙燒爐中，鋪料厚度為50mm，通入C02/C0體積比為50:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為8000C，焙燒30min。
[0087](2)將步驟(I)得到的焙燒后物料水冷后磨礦，在15000e場(chǎng)強(qiáng)下進(jìn)行磁選，磁選獲得鐵精礦粉。
[0088](3)按照鐵精礦粉100份，還原劑25份，石灰石30份，碳酸鈉3份，膨潤(rùn)土 3份進(jìn)行混合，混合后物料加水造球。
[0089](4)球團(tuán)烘干后均勻布入轉(zhuǎn)底爐，在1000°C?1200°C下還原42min。還原產(chǎn)物出料后直接冷卻，磨礦后在12000e的場(chǎng)強(qiáng)下磁選，獲得鐵品位為93.46%、P品位為0.028%金屬鐵粉。
[0090]在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0091]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備鐵粉的方法，其特征在于，包括: 將含磷鐵礦石進(jìn)行破碎處理，以便得到鐵礦石顆粒； 利用還原氣對(duì)所述鐵礦石顆粒進(jìn)行磁化焙燒處理，以便得到磁化后物料，其中，所述還原氣體包括二氧化碳和一氧化碳，且二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10?100):1; 將所述磁化后物料進(jìn)行水淬冷卻，經(jīng)第一級(jí)磨礦磁選處理，以便得到鐵精礦粉； 將所述鐵精礦粉與還原劑、石灰石、添加劑和粘結(jié)劑進(jìn)行混合處理，以便得到混合后物料； 將所述混合后物料進(jìn)行造球處理，以便得到混合球團(tuán)； 將所述混合球團(tuán)進(jìn)行還原冶煉處理，以便得到金屬化球團(tuán)；以及將所述金屬化球團(tuán)進(jìn)行第二級(jí)磨礦磁選處理，以便得到鐵粉，其中，所述鐵粉的磷品位不高于0.05%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵礦石顆粒的平均粒徑為I?5mm，且含水量不高于10%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁化焙燒處理的溫度為600?100tC，時(shí)間為20?60min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁化焙燒處理是在絕氧輻射加熱的條件下進(jìn)行的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵精粉、所述還原劑、所述石灰石、所述添加劑和所述粘結(jié)劑按質(zhì)量比100: (18?35): (20?30): (O?3):3進(jìn)行所述混合處理。6.—種實(shí)施權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備鐵粉的方法的制備鐵粉的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 破碎機(jī)，所述破碎機(jī)具有含磷鐵礦石入口和鐵礦石顆粒出口 ； 磁化焙燒裝置，所述磁化焙燒裝置具有還原氣入口、鐵礦石顆粒入口和磁化后物料出口，所述鐵礦石顆粒入口與所述鐵礦石顆粒出口相連； 第一級(jí)磨礦磁選裝置，所述第一級(jí)磨礦磁選裝置具有磁化后物料入口和鐵精礦粉出口，所述磁化后物料入口與所述磁化后物料出口相連； 混合裝置，所述混合裝置具有鐵精礦粉入口、還原劑入口、石灰石入口、添加劑入口、粘結(jié)劑入口和混合后物料出口，所述鐵精礦粉入口與所述鐵精礦粉出口相連； 造球裝置，所述造球裝置具有混合后物料入口和混合球團(tuán)出口，所述混合后物料入口與所述混合后物料出口相連； 還原冶煉裝置，所述還原冶煉裝置具有混合球團(tuán)入口和金屬化球團(tuán)出口，所述混合球團(tuán)入口與所述混合球團(tuán)出口相連；以及 第二級(jí)磨礦磁選裝置，所述第二級(jí)磨礦磁選裝置具有金屬化球團(tuán)入口和鐵粉出口，所述金屬化球團(tuán)入口與所述金屬化球團(tuán)出口相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁化焙燒裝置為磁化焙燒爐。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁化焙燒裝置為全密閉磁化焙燒裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁化焙燒裝置具有上下輻射管。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁化焙燒裝置的還原氣入口與二氧 化碳?xì)庠春鸵谎趸細(xì)庠聪噙B。
【文檔編號(hào)】B22F9/20GK105907947SQ201610395358
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】任中山, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請(qǐng)人】江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司