一種對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法技術

本發明專利技術涉及一種對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法，該方法包括：將高磷鮞狀赤鐵礦粉、粘結劑和脫磷劑混合均勻，制成生球團，將所述生球團經過氧化焙燒制得球團礦；將氧化球團礦或冷固結球團礦置于兩段式豎爐，采用選擇性直接還原法將其還原為含有脈石的磁鐵礦球團；豎爐的還原段底部通入高溫的CO-CO2混合氣體，冷卻段底部通入常溫的CO-CO2混合氣體；將還原后的磁鐵礦球團破碎、細磨后得到磁化高磷礦粉，輸送進入磁選機進行磁選，最終生產出高品位低磷鐵精礦和高磷尾礦。本發明專利技術方法具有適于大規模工業生產、環境友好、能耗低以及經濟效益好等明顯優勢。

Industrial production method for extracting iron and phosphorus from high phosphorus oolitic hematite

The invention relates to a method for industrial production of iron drop of phosphorus of high phosphorus oolitic hematite, the method comprises: high phosphorus oolitic hematite, binder and dephosphorization agent are mixed evenly, made from raw pellet, the pellet after oxidation roasting to pellet; will be oxidized pellets or cold in the two segment solid pellet shaft furnace, using selective direct reduction method with the reduction of gangue containing magnetite pellets; the bottom shaft reduction section of the gas of CO-CO2 gas, CO-CO2 gas mixture into the cooling section at the bottom of room temperature; will after reduction of magnetite pellet crushing, fine grinding after being magnetized high phosphorus slag transport, separation into the separator, eventually produce high grade low phosphorus iron ore and high phosphorus tailings. The method has the advantages of large scale industrial production, environmental friendliness, low energy consumption and good economic benefit.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金
，具體地指一種對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法。
技術介紹
我國鮞狀赤鐵礦資源豐富，資源潛力較大。根據對鮞狀赤鐵礦化學分析的結果，其主要化學成分為：Fe2O3為30～70wt％、Al2O3為3～20wt％、SiO2為0～35wt％、CaO為0～25wt％、P為0.30～3.0％。由于鮞狀赤鐵礦鐵品位低、P含量高，需進一步選礦提高鐵品位、降低磷含量才能直接用于高爐煉鐵。由于鮞狀赤鐵礦中鐵礦物嵌布粒度極細，且常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹。赤鐵礦呈環帶狀集合體與脈石礦物的緊密嵌布，鐵礦石中的磷主要以膠磷礦的形式出現，膠磷礦在鮞狀赤鐵礦中主要產出形式是球粒狀集合體。鐵與磷等脈石成分的復雜嵌布關系導致普通的物理分選鐵和磷十分困難，必須通過化學反應破壞礦物內部的鮞狀結構才能取得更好的選礦效果。公開號為CN201310588889.5的中國專利“一種以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝”，公開了采用650～950℃中溫條件下，以煤、CO和H2中的一種或幾種作為還原劑，先對鮞狀赤鐵礦進行還原磁化焙燒再磁選并進行物理分離。該技術的優點在于只配比5～20％的煤粉或等價的CO、H2等還原性氣體，能耗較低；但缺點在于反應氣氛不易控制，過還原則生成浮士體，還原不足則殘留赤鐵礦進入尾礦造成鐵損失，產品鐵品位50～60％，難以達到高爐冶煉所需的60％以上。公開號為CN201310512779.0的中國專利“一種豎爐深度還原高磷鮞狀赤鐵礦球團”，公開了通過磁選進行鐵渣分離，產品鐵品位88％以上，磷含量降低至0.3％以下。該技術的優點在于產品鐵品位高，金屬化率達90％以上，缺點在于工藝過程配煤過量，破碎金屬化球團時能耗很高。截至目前，高磷鮞狀赤鐵礦資源的開發利用未能實現大規模工業生產。究其原因，以上回收方法均存在能耗高、回收率低、經濟上不可行和難以實現規模化應用等問題，嚴重制約高磷鮞狀赤鐵礦資源的開發利用。
技術實現思路
本專利技術旨在克服現有技術缺陷，目的是提出一種高磷鮞狀赤鐵礦提鐵降磷的工業生產方法，適于規模化生產、環境友好、能耗低、預期經濟效益好。實現本專利技術目的采用的技術方案是：一種對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法，該方法包括：(1)取質量百分比為0.5～4％的粘結劑、質量百分比為5～20％的脫磷劑、質量百分比為3～10％的水和余量的高磷鮞狀赤鐵礦粉混合均勻，制成粒徑為8～30mm的生球團，將所述生球團制得球團礦；(2)將氧化球團礦或冷固結球團礦置于兩段式豎爐，采用選擇性直接還原法將其還原為含有脈石的磁鐵礦球團；豎爐的還原段底部通入高溫的CO-CO2混合氣體，冷卻段底部通入常溫的CO-CO2混合氣體；還原段和冷卻段通入的混合氣體中CO體積分數均在1～30％范圍內，還原段通入的混合氣體溫度為600～1100℃；(3)將還原后的磁鐵礦球團破碎、細磨后得到磁化高磷礦粉，輸送進入磁選機進行磁選，最終生產出高品位低磷鐵精礦和高磷尾礦。在上述技術方案中，將所述生球團經過氧化焙燒制得氧化球團礦或所述生球團經過蒸汽養護制得冷固結球團礦。在上述技術方案中，所述高磷鮞狀赤鐵礦粉的化學成分為：Fe2O3為30～70wt％、Al2O3為3～20wt％、SiO2為0～35wt％、CaO為0～25wt％、P為0.30～3.0％。在上述技術方案中，所述粘結劑為膨潤土、硅藻土或水泥；所述脫磷劑是質量比為1:1:1的Na2CO3、Na2SO4和Na2B4O7·10H2O的混合物。在上述技術方案中，所述氧化焙燒的焙燒溫度為500～1200℃，焙燒時間為20～80min。在上述技術方案中，豎爐爐頂煤氣一部分作為過剩氣體送入煤氣管網或直接排放，另一部分爐頂煤氣經除塵后兌入少量CO氣體使CO-CO2混合氣體中CO的體積分數恢復到1～30％范圍內。在上述技術方案中，兌入CO氣體的爐頂煤氣再次分為兩部分，一部分返回作為原料氣加熱到600～1100℃后，從還原段底部噴吹，另一部分冷卻后返回作為冷卻氣從冷卻段底部噴吹。與傳統氣基或煤基磁化焙燒、氣基或煤基深度還原等工藝處理鮞狀赤鐵礦資源相比，本專利技術的優勢和/或特點主要包括以下方面：(1)本專利技術使用豎爐選擇性直接還原高磷鮞狀赤鐵礦球團工藝，提高生產規模，可實現大規模工業應用。(2)本專利技術能使用工業廢氣CO2作為主要原料氣，降低CO2排放，并實現爐頂煤氣循環利用的智慧(清潔)生產。(3)本專利技術使用豎爐選擇性直接還原高磷鮞狀赤鐵礦球團工藝，每噸礦石只需新增30～60Nm3CO氣體，且省去了水淬工藝，通過氣固換熱過程回收高溫磁化球團礦的熱量，大幅降低能源消耗。(4)本專利技術生產出含脈石及少量磁赤鐵礦的磁鐵礦球團，其孔隙率大、結構疏松，易于破碎，大幅降低后續破碎、細磨工藝的能量消耗，預期經濟效益好。因此，本專利技術具有適于大規模工業生產、環境友好、能耗低以及經濟效益好等明顯優勢。附圖說明圖1為本專利技術對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法的流程圖。具體實施方式以下具體優選的實施例對本專利技術做進一步描述，但并不因此而限制本專利技術的保護范圍。實施例1根據本專利技術的一個示例性實施例，實現高磷鮞狀赤鐵礦鐵、磷高效分離利用，包括以下步驟：(1)高磷鮞狀赤鐵礦等物料的礦物加工。本實施例采用高磷鮞狀赤鐵礦的化學成分主要為：Fe2O3為43.2wt％、Al2O3為7.27wt％、SiO2為19.47wt％、CaO為3.90wt％、P為0.90wt％。在高磷鮞狀赤鐵礦粉中添加2.0wt％的膨潤土、8.0wt％的脫磷劑和6.0wt％的水并混勻后使用圓盤造球機制成直徑為10～16mm的生球團礦，所述脫磷劑是質量比為1:1:1的Na2CO3、Na2SO4和Na2B4O7·10H2O的混合物。；將制成的生球團礦送入鏈篦機回轉窯系統中，使用1100℃高溫焙燒20min后得到氧化球團礦。(2)豎爐選擇性還原。將氧化球團礦送入豎爐進行選擇性直接還原，豎爐還原段的下部噴吹CO含量為15％的CO-CO2混合氣，混合氣溫度為950℃，冷卻段下部噴吹常溫的CO含量為15％的CO-CO2混合氣；豎爐爐頂煤氣中CO含量占5.56％，除去爐頂煤氣中的水蒸氣和爐塵后，將其體積的90％返回混合煤氣罐，混合煤氣罐中兌入新的CO氣體并與前述氣體混勻，保持混勻后的混合煤氣中CO含量占15本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法，其特征在于，包括：(1)取質量百分比為0.5～4％的粘結劑、質量百分比為5～20％的脫磷劑、質量百分比為3～10％的水和余量的高磷鮞狀赤鐵礦粉混合均勻，制成粒徑為8～30mm的生球團，將所述生球團制得球團礦；(2)將球團礦置于兩段式豎爐，采用選擇性直接還原法將其還原為含有脈石的磁鐵礦球團；豎爐的還原段底部通入高溫的CO?CO2混合氣體，冷卻段底部通入常溫的CO?CO2混合氣體；還原段和冷卻段通入的混合氣體中CO體積分數均在1～30％范圍內，還原段通入的混合氣體溫度為600～1100℃；(3)將還原后的磁鐵礦球團破碎、細磨后得到磁化高磷礦粉，輸送進入磁選機進行磁選，最終生產出高品位低磷鐵精礦和高磷尾礦。

【技術特征摘要】
1.一種對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方法，其特征在于，
包括：
(1)取質量百分比為0.5～4％的粘結劑、質量百分比為5～20％的脫磷劑、
質量百分比為3～10％的水和余量的高磷鮞狀赤鐵礦粉混合均勻，制成粒徑
為8～30mm的生球團，將所述生球團制得球團礦；
(2)將球團礦置于兩段式豎爐，采用選擇性直接還原法將其還原為含
有脈石的磁鐵礦球團；豎爐的還原段底部通入高溫的CO-CO2混合氣體，冷
卻段底部通入常溫的CO-CO2混合氣體；還原段和冷卻段通入的混合氣體中
CO體積分數均在1～30％范圍內，還原段通入的混合氣體溫度為
600～1100℃；
(3)將還原后的磁鐵礦球團破碎、細磨后得到磁化高磷礦粉，輸送進
入磁選機進行磁選，最終生產出高品位低磷鐵精礦和高磷尾礦。
2.根據權利要求1所述對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生產方
法，其特征在于：將所述生球團經過氧化焙燒制得氧化球團礦或所述生球
團經過蒸汽養護制得冷固結球團礦。
3.根據權利要求1或2所述對高磷鮞狀赤鐵礦進行提鐵降磷的工業生
產方法，其特征在于：所述高磷鮞狀赤鐵礦粉的化學成分為：Fe2O3為
30...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，薛正良，張菊花，
申請(專利權)人：武漢科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42