高磷鮞狀赤鐵礦氣基直接還原-磨礦磁選的煉鐵工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種鐵礦的煉鐵工藝，尤其涉及一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝。
【背景技術】
[0002]隨著我國冶金行業的發展，我國對鐵礦石的需求量也日益增加。由于我國鐵礦石供給嚴重不足，因此我國對進口鐵礦石的依賴越來越大，為了保證我國鋼鐵行業的持續健康發展，加強對閑置鐵礦石的科研攻關顯得迫在眉睫，高磷鮞狀赤鐵礦因其儲量巨大的特點，正越來越引起人們的重視。
[0003]用于處理高磷鮞狀赤鐵礦的現有技術中包括常規選礦方法和直接還原方法。常規選礦無法由于無法破壞或者是極難破壞高磷鮞狀赤鐵礦中的鮞核結構，故鐵回收率、鐵品位及脫磷率均不理想。直接還原方法中隧道窯進行小規模的生產，雖然也能達到較好的技術指標，但是，由于產量低，能耗較高，污染嚴重，已經被許多國家明文禁止；轉底爐由于高溫易粘結，還原效果不理想，故也不適于處理高磷鮞狀赤鐵礦。
【發明內容】
[0004]鑒于上述現狀，本發明旨在提供一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基直接還原-磨礦磁選的煉鐵工藝。本發明采用非高爐直接還原方法，通過合理的工藝參數配置，在阻礙含磷礦物還原的同時，實現礦石中鐵氧化物的還原，后期通過磁選的方式實現鐵與磷的分離，為鋼鐵行業提供優質鐵原料。
[0005]本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的:一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基直接還原-磨礦磁選的煉鐵工藝，是指將高磷鮞狀赤鐵礦、煤、消石灰、水玻璃四種物質按一定比例經過濕混、造粒、干燥后，送入氣基還原豎爐中，在還原氣體的作用下，鐵氧化物還原為單質鐵，使磷在CaO的固磷作用下保持在礦渣中，然后經磨礦、磁選后產生鐵精礦和富磷渣的過程。
[0006]所述高磷鮞狀赤鐵礦、煤、消石灰、水玻璃四種物質的配比是:按重量百分比，高磷鮞狀赤鐵礦:72% ;煤:11% ;消石灰:12% ;水玻璃:5%。
[0007]所述水玻璃，用純度為40% -47%的水玻璃，有效成分為5Na20.2Si02。
[0008]所述煤，為非煉焦煤，煤粉粒度>60目。
[0009]所述消石灰，為生石灰配加重量占生石灰32%的水混合而成。
[0010]所述還原氣體為煤氣，成分要求:C0+H2>90%、N2〈10%。
[0011]所述還原氣體分為高溫和低溫兩路通入，其中高溫還原氣體為1000-1100°C，從豎爐的中下部通入，低溫還原氣體是經過冷卻的爐頂煤氣，溫度低于75°c，從爐底部通入。
[0012]具體講，該工藝包括如下步驟:
[0013]第一步，原料準備
[0014]準備4種原料:高磷鮞狀赤鐵礦粉、煤粉、消石灰、水玻璃，其中水玻璃純度40% -47%，煤粉為非煉焦煤，消石灰為生石灰配加重量占生石灰32%的水混合而成；
[0015]第二步，將所述4種原料按以下重量比進行混合調勻
[0016]高磷鮞狀赤鐵礦:72% ;煤:11% ;消石灰:12% ;水玻璃:5% ;
[0017]第三步，造粒并干燥
[0018]將所述勻混料放置到壓球機上進行壓球，壓出的球團送入到干燥器中進行干燥；
[0019]第四步，冶煉
[0020]將球團從氣體還原豎爐頂部送入豎爐中，同時自爐頂向下2/3處通入1000-1100°C的還原煤氣，在豎爐底部通入經過處理的爐頂煤氣，溫度低于75°C ；
[0021]還原時間為4h;
[0022]所述還原煤氣的成分要求是C0+H2>90%、N2〈10% ；
[0023]第五步，磨礦-磁選
[0024]將豎爐底部排料口排出的物料進行磨礦-磁選，將磁選后的鐵料造塊，形成塊狀鐵料。
[0025]進一步講，在壓球之后、干燥之前，經過將所述球料進行篩選，留下篩上物的步驟。
[0026]所述磨礦磁選過程包括:采用棒磨機進行一次性磨礦8min，然后采用磁選機進行一次性選別。
[0027]由本發明提供的上述技術方案可以看出，本發明所述的一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝，由于將高磷鮞狀赤鐵礦72%、煤11 %、消石灰12%和水玻璃5%混勻造球，并在豎爐內通入高溫還原氣體進行還原冶煉，并利用氧化鈣對磷的固化作用實現還原鐵、留磷的目的；之后，通過磨礦、磁選分離出鐵，造塊，形成塊狀鐵料，可以將尚憐麵狀赤鐵礦的金屬化率達到90%以上，磁選精礦品位提尚到78%，鐵回收率可超過90%，鐵精礦中含磷量可降低70%。
[0028]本發明中，利用氣基還原溫度低、速度快的特點，將高磷鮞狀赤鐵礦中的鐵氧化物還原為單質鐵，并利用CaO的固磷作用，使磷保持在渣中，經磨礦磁選后產生富磷渣。本發明的工藝與其它工藝路線相比，具有還原溫度較低、還原速度快、流程短、效率高、成本低、產品品質高、易于規模生產、實用價值高的特點。采用本發明，省去了傳統工藝污染大的燒結、焦化工藝，可以最大限度的合理利用自然資源和能源，是一種利用高磷鮞狀赤鐵礦進行煉鐵的尚效環保工藝。
[0029]本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明的一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝的流程圖。
[0031]附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發明的限制。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和優選實施例來具體描述本發明，其中，附圖構成本申請一部分，并與實施例一起用于闡釋本發明的原理。
[0033]本發明一種高磷鮞狀赤鐵礦氣基豎爐直接還原-磨礦磁選的非高爐煉鐵工藝，主要是講將高磷鮞狀赤鐵鐵礦粉，按照一定比例配合煤粉、消石灰(生石灰+水)、水玻璃后，造粒、篩分、干燥后，投入氣基直接還原豎爐中，在高溫還原氣體的作用下，使高磷鮞狀赤鐵礦中的鐵氧化物還原為單質鐵，并利用CaO的固磷作用，使磷保持在礦渣中，然后經磨礦、磁選后產生鐵精礦和富磷渣的過程。
[0034]其較佳的【具體實施方式】如圖1所示，包括如下步驟:
[0035]I)首先進行原料準備
[0036]準備5種原材料:高磷鮞狀赤鐵礦、煤、消石灰、水玻璃。上述原材料以粉狀形態混入口 ο
[0037]高磷鮞狀赤鐵礦:適用于典型的“寧鄉式”高磷鮞狀赤鐵礦，這種礦一般的含鐵35-52 %，含硅8-18 %，含鋁和鈣3-9 %，含磷0.3-1.8 %。當然，自然界其他類高磷鮞狀赤鐵礦也可以適用于此工藝。
[0038]煤:可以選擇各種非煉焦煤。
[0039]消石灰:為生石灰配加重量占生石灰32%的水混合而成。因為生石灰造球容易使球團粉化，故需對生石灰加水進行消化。
[0040]水玻璃:選用純度為40% -47%的水玻璃，有效成分為5Na20.2Si02。
[0041]2)將上述4種原料按以下重量比進行配勻
[0042]配比如下:高磷鮞狀赤鐵礦:72% M:11% Γ消石灰:12% ;水玻璃:5%。煤低于此數值，還原過程中會造成鐵晶粒不能有效凝聚長大，消石灰的數值影響球團堿度，低于此數值則會導致球團熔點降低，使球團在豎爐中發生粘連，導致豎爐堵塞，水玻璃低于此數值會使得球團強度降低，不能達到豎爐生產標準。
[0043]3)造球
[0044]將上述勻混料放置到壓球機上進行壓球，壓出的球團送入到干燥器中進行干燥。如果壓球過程中出現了碎渣，可以在球團送入干燥器之前過圓輥篩進行篩選。在干燥之后也可加入篩選的過程。
[0045]適用的壓球機可以是對輥式高壓壓球機，造出來的球塊硬度高，出球率高，殘渣少，球團粒度合適。
[0046]這一實施例中是以造球的方式將混合物造粒成型，因為球狀物表面圓滑流動性強，另外利用圓滾法成球加工也方便，但是本發明并限定于此，任何有利于流動的粒狀都可以，比如圓柱形，橢圓形等等。
[0047]4)冶煉
[0048]干燥的球團進行冶煉。將球團從還原豎爐頂部送入豎爐中，在豎爐中下部，約自爐頂向下2/3處，設置高溫氣體入口，通入1100-1200°C的高溫還原煤氣；同時在豎爐底部開設低溫氣體入口，通入低于或等于常溫(一般為25°C )的還原煤氣。
[0049]這里的還原煤氣的成分要求是C0+H2>90%、N2〈10%，因為只有含有大量的還原氣體CO才能充分的使反應物還原徹底。
[0050]經過豎爐冶煉出來的是海綿鐵，經過實踐驗證，上述工藝出來的鐵料溫度大約在100C -2000C，不用再進行冷卻處理，直接可送入磨礦磁選。
[0051]5)將所述海綿鐵進行磨礦磁選，選別后的鐵粉采用壓塊設備進行壓制造塊，形成塊狀鐵料，便于運輸和冶煉，完成提煉工藝。
[0052]在本發明中，我們選擇豎爐，上述的豎爐可為所有適用的氣基直接還原的豎爐設備。因為豎爐適合于氣基反應機制，固體與氣體逆向流動(固體往下走，氣體往上走)，