[发明专利]赤铁矿或褐铁矿快速直接还原制成铁粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海绵铁的生产方法，特别是一种将赤铁矿或褐铁矿快速直接还原制成铁粉的方法。 

背景技术

近几年随着我国钢铁工业快速发展，我国高品位的铁精矿粉严重短缺，需要从国外大量进口。但同时在全国各地的矿山却存有大量的赤铁矿、褐铁矿等不能磁选的矿石，因为缺乏直接还原制成铁粉的方法，大量的赤铁矿等铁矿石不能被有效利用。 

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种利用难以磁选的铁矿石为原料、可降低生产成本的赤铁矿或褐铁矿快速直接还原制成铁粉的方法。 

本发明方法是： 

(1)水洗并磁选：将褐铁矿石或赤铁矿石破碎后，磨碎成-60目，水洗后用强磁选设备连续磁选，使铁矿粉品位达到55％以上。 

(2)制坯：先将不粘结煤、消石灰分别磨碎至-60目成煤粉和石灰粉；将磁选后的铁矿粉与煤粉、石灰粉按比例混合，再依次加入氟化钙及粘合剂，压成带气孔的坯子，并烘干； 

煤粉中固定碳的重量应该是铁矿粉中纯铁矿重量的25-27％；石灰粉中氧化钙的重量应该是铁矿粉中二氧化硅重量的1.5-2倍；氟化钙按照铁矿粉、煤粉和石灰份混合后总重量的2-5％加入；粘合剂采用108胶液加16-18倍水稀释而成；粘合剂按照铁矿粉、煤粉、石灰粉和氟化钙混合后总重量的7-10％加入； 

首先在化验室将铁矿粉、煤粉、石灰粉进行化验，得到准确的成份比；然后根据铁氧化物全部被直接还原成金属铁所消耗的固定碳含量计算出还原剂煤粉的百分比；熔剂石灰粉的数量既考虑脱硫，又考虑提高铁氧化物在软熔阶段不液化的温度，根据渣相碱度来确定。 

(3)改进窑车面结构：窑车面包括底部、隔断墙和侧板，底部中间设置横向通孔，隔断墙和侧板均有两条，均是沿着底部纵向设置，并位于底部上方；侧板位于底部边缘处，隔断墙正好将底部三等分；隔断墙中央有通气孔，隔断墙上端为连通管，连通管两端封闭，连通管内为连通孔，连通孔下方设有透气孔，连通孔通过通气孔与底部中间的横向通孔连通；窑车面底部通孔 位置对准隧道窑两侧喷气嘴方向，通孔的中心线与两侧喷气嘴的中心在一条直线上； 

(4)制做匣钵：匣钵为一个无底无盖的框子，采用高铝砖和耐热钢制成；也可用耐高温浇注料和耐热钢浇注而成。匣钵内四周涂有防结渣料层；匣钵的尺寸根据窑的高低和窑车面的尺寸而定；匣钵高度加上窑车全高应该低于窑高5-10cm；匣钵宽度比窑车面两端侧板之间的距离小2-4cm； 

(5)装窑车：先在窑车面上铺约5cm厚的垫底煤，再把压制烘干好的坯子码放好后吊装在窑车面上，将匣钵罩在坯子外面，然后用约3cm厚的泥煤封口，再盖上石棉瓦封住上顶；垫底煤采用挥发份大于25的精煤；泥煤可以采用普通不粘结煤泥，含水率一般为20％； 

(6)焙烧：进入隧道窑中进行焙烧，隧道窑包括予热带、烧成带、冷却带三部分，隧道窑两端采用气慕机封口；予热带温度为从室温至1250℃，烧成带温度为1250℃-1280℃，在烧成带的焙烧时间为10-15小时；冷却带温度为1250℃-800℃；全部的焙烧时间为20-25小时；隧道窑采用煤气或天然气作燃料。 

(7)冷却：窑车出窑后被直接顶入渡车上，渡车驶入水池旁，用电葫芦吊起匣钵，将800℃左右的坯子焙烧块用顶车迅速推入水池中快速冷却，自动粉碎，然后将铁粉和渣子一块捞出；水池上方有凉水塔。 

(8)细磨磁选：将捞出的湿料直接进入球磨机湿磨，经磁选机分选，烘干后压块或装袋。 

磁选后剩余的渣料经过细粉脱水烘干后，可以送往水泥厂当原料备用。 

铁矿石的直接还原与高炉冶炼过程相似，只是没有熔化及造渣过程，能够真正夺氧的物质是C、H₂、CO。作为还原剂煤粉的数量应当满足铁氧化物全部被直接还原成金属铁时所需消耗的固定碳量。在一定温度下有固定的平衡气相成分，为了铁氧化物还原彻底，需要有过量的还原剂。根据实验及计算，内配碳应当是赤(褐)铁矿粉中“纯铁矿粉”重量的25-27％为宜，过多过少都会影响到金属相的扩散凝聚。据化验煤含固定碳的比例可以算出应配煤的数量比例。作为熔剂石灰粉的数量是能提高铁氧化物在软熔阶段而不液化的温度，这样在焙烧温度为1250℃-1280℃的条件下，石灰粉不仅能起到脱硫的作用，还促使渣相不会熔化，在迅速冷却过程中渣相会自然粉化，便于筛分、磁选。考虑加入适量的CaF₂可以降低还原温度和炉渣的粘度。