[发明专利]利用富氧顶吹熔融还原高磷铁矿制取低磷铁水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用富氧顶吹熔融还原高磷铁矿制取低磷铁水的方法，属于能源与冶金技术领域。

背景技术

当今，中国经济高速发展，现代化建设对钢铁的需求依然呈刚性状态。高炉炼铁经过几百年的发展成为世界的主流工艺，然而其工艺流程长、投资大、对环境污染严重、操作灵活性差、对入炉原料选择性差，特别是焦煤资源的短缺和高炉系统的高能耗，阻碍了高炉炼铁的进一步发展。如今，非高炉炼铁技术迅猛发展，个别技术已日趋成熟并逐步工业化。

在我国铁矿储量中，贫铁矿占总储量的98.1％。高炉对铁矿的要求也比较高，使得我国诸多贫铁矿不能用于正常冶炼。然而当今国际铁矿石价格一路攀升，特别是2010年中钢协与三大矿山谈判失败，使得我国钢铁企业的生存更加困难，所以采用新冶炼技术开发我国现有的大量贫铁矿迫在眉睫。

我国铁矿资源分布广泛，成因类型多样，贫矿多，富矿少，铁矿床中共生组分多。在已查明的1834处铁矿中，总探明储量为531.4亿吨，保有储量为501.2亿吨，其中高磷铁矿石的保有储量为74.5亿吨，占全国铁矿总保有储量的14.86％。我过的高磷铁矿石主要分布于长江流域的云南、四川、湖北、湖南、安徽、江苏及华北的内蒙古等地区，其分布广、储量大，但其矿物组成复杂，磷矿物嵌布粒度细小，磷矿物与铁矿物之间关系复杂，联结力大，属于难选矿石。长期以来，由于没有开发出理想的降磷方法而使得国内现存的大量铁矿资源不能得以有效利用，致使某些矿山因含磷高而停止开采。采用富氧顶吹熔融还原技术冶炼高磷铁矿已经被试验验证具有较好的效果。可以利用熔融还原炉内的强氧化性气氛和磷氧化物在炉渣中可以稳定存在的特点脱磷，从而达到理想冶炼效果。

发明内容

本发明在此铁矿资源日益恶化的环境下应运而生，用于解决高炉炼铁技术能耗高、污染大、热效率低以及我国大储量贫铁矿在高炉中难以冶炼的问题。此工艺对原料要求简单，不需炼焦、烧结、造球等工序，而且投资建设、操作成本低，对环境影响较小。

本发明的目的是采用富氧顶吹熔融还原高磷铁矿制取低磷铁水。用氮气作为载气喷吹炉料从炉侧进入熔融还原炉，可以加强搅拌，改善反应动力学条件。同时对炉气进行除尘、二次燃烧和余热回收发电。本工艺发明不但可以直接利用普通煤粉作为冶炼还原剂，而且可以有效利用高温炉气的余热和化学能，在节能减排方面更加完善。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案：一种利用富氧顶吹熔融还原高磷铁矿制取低磷铁水的方法，其特征在于含有以下工艺步骤：将炉料高磷铁矿、白云石、石灰和还原煤破碎；按照碱度R的范围为1.0～2.0，内配碳比C/O的范围为0.9～1.3的工艺参数配比混匀、预热；由氮气作为载气喷吹炉料从炉侧进入熔融还原炉；在富氧顶吹的条件下生产磷含量相对较低的铁水；其铁水和炉渣则定期分别由出铁口和排渣口放出；高温烟气通过除尘、二次燃烧；然后利用其余热发电，并对出炉铁水进行炉外脱磷和脱硫。

所述炉料粒度≤30mm。

碱度R的表达式为：

R=CaO(%)+MgO(%)SiO2(%)+Al2O3(%).]]>

还原煤的加入量为m(coal)：