[发明专利]一种低品位鲕状高磷赤铁矿脱磷升铁生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低品位鲕状高磷赤铁矿脱磷升铁生产工艺，尤其是涉及一种“浮选——酸浸法”联合处理低品位鲕状高磷赤铁矿的方法。

背景技术

我国有30亿吨鲕状高磷赤铁矿,这种铁矿石含P高(0.4～1.0%)、品位一般在35%～50%之间，氧化铁晶粒嵌布粒度细(1～3μm)，选别分离相当困难，因而未得到有效开采利用。这种铁矿石中的磷赋存于胶磷矿中，并与富含氧化铁的鲕绿泥石混杂在一起，形成同心层状相间的鲕粒结构；若不改变铁的赋存状态，铁就无法精选富集，磷也无法有效剔除。

磷对钢材性能的影响很大，磷是绝大多数钢种中的有害元素，主要表现在:（1）磷显著扩大液固两相区，在铸件凝固时会发生强烈的偏析现象，同时缩小了相区，因而助长了凝固过程中的偏析；（2）磷在α及γ固熔体中扩散速度较慢，造成组织的不均匀。由于磷在液相中的溶解度比在固相中的溶解度大得多，因此磷易在晶界上析出，所以磷在晶粒间能形成高磷的脆性纹理，损害钢的脆性，在低温时尤为明显(俗称冷脆)，对于含碳高的钢，磷的危害作用更为显著。

由于磷的上述危害，因此在炼钢过程中应尽可能降低钢水中的磷含量，若铁矿石在入炉之前就能将其中的磷去除，那么将大大降低炼钢成本。目前，高磷铁矿石的降磷方法主要有选矿方法、化学方法、冶炼方法以及微生物脱磷方法。

高磷铁矿石的资源特点决定了其属于难选和较难选的矿石。其典型选矿分选工艺主要包括：焙烧磁选、强磁选、浮选工艺、选择性聚团分选、联合流程。近年来，国内外对高磷铁矿石降磷理论及工艺进行了大量的研究并取得了一定的进展，但是由于我国高磷铁矿石特别是“宁乡式”高磷鲕状赤铁矿的矿物组成比较复杂，磷矿物嵌布粒度细小，因此利用选矿法脱磷仍存在不少问题。如陈友谊等用弱磁一强磁脱磷工艺对梅山铁矿石进行深选脱磷研究，结果表明：(1)脱磷率低；(2)由于细磨，降低球磨台时处理量，增加了产品沉降、浓缩的困难。磨矿细度增加,球磨台时处理能力降低，使磨矿成本明显增加；(3)铁的损失量大，铁的回收率降低。由于高磷铁矿石中磷矿物粒度细小，嵌布特征复杂，矿石矿物组成复杂，采用传统的选矿方法很难达到令人满意的效果。

化学方法脱磷就是以硝酸、盐酸或硫酸对矿石进行酸浸脱磷。该方法是一种较为有效的脱磷方法，而且矿石中磷矿物无须完全单体解离，只要暴露出来与浸出液接触就可以达到降磷的目的，然而化学方法脱磷耗酸量大，成本高，酸性浸出液对设备的腐蚀大，而且容易导致矿石中可溶性铁矿物溶解，造成铁损失。

南方冶金学院利用解胶浸矿法对“宁乡式”胶磷铁矿石进行抗盐保铁降磷研究，结果表明能脱除矿石中40～50%的磷，但该方案使用的介质浓度高达3～5mol/L，成本高，而且脱磷率也较低。瑞典某铁矿利用硝酸对高磷铁矿石进行酸浸脱磷。矿石中磷含量从0.2%下降到0.05%。但该方法耗酸大，成本高，而且脱磷率也较低。

国内外还有一部分钢铁厂冶炼脱磷包括铁水预处理脱磷和转炉炼钢脱磷。铁水预处理脱磷的基本原理就是炼钢铁水在入转炉或电炉前，以氧化性和碱性氧化物或高氧化性的碱性渣与铁水中的磷发生反应对铁水进行预处理脱磷。此法效果好，但是成本较高，且铁水温降大，对高磷铁水的脱磷存在一定困难。

目前，国外在低磷(0.15%以下)铁水的脱磷方面己有较为成熟的经验。脱磷工艺有下列几种：

1）在高炉出铁场脱磷。如意大利塔兰托厂，向高炉出铁场摆动流咀下面的铁流喷吹脱磷剂进行脱磷。喷吹脱磷剂50-55kg/t铁后，铁水的含磷量由0.08%降至0.02%。此工艺较简单，适用于处理低磷铁水。其主要缺点是脱磷率低，操作环境差。

2）在铁水预处理站脱磷。日本广泛采用了此种工艺。根据不同渣系，各公司先后开发了SARP.SMP和ORP等脱磷方法。这些方法处理低磷(小于0.15%)铁水效果颇佳，脱磷率可达90%～95%，但处理时间长、铁水温降100～1700℃，且需要扒渣。有的公司为了减少铁水温降，在喷吹固体氧化剂的同时，喷入一定的氧气。铁水效果颇佳，但对磷含量大于0.15%的铁矿则效果不理想，而且会影响铁的质量。