[发明专利]一种用高磷鲕状赤铁矿和高炉灰生产直接还原铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，提供了一种用高磷鲕状赤铁矿和高炉灰生产直接还原铁的方法。

技术背景

中国因钢铁生产规模增长迅速，需要大量进口铁矿石，而从国家战略的角度看，我国铁矿石的供应不能长期依赖进口。因此一些原来不能利用的铁矿资源的可选性研究也都提到了日程，高磷鲕状赤铁矿就是其中之一。但是由于高磷鲕状赤铁矿鲕粒形态复杂，国内外利用高磷鲕状赤铁矿主要集中在反浮选工艺、磁化焙烧工艺、酸浸和微生物浸出工艺，这些工艺都只能生产铁品位在60%的铁精矿，同时精矿中的磷含量偏高。例如，使用“分散—选择性聚团脱泥—反浮选脱磷工艺流程”处理高磷铁矿石虽降低了产品中磷含量，但是铁富集有限（纪军.高磷铁矿石脱磷技术研究[J].矿冶，2003，12(2)：33～37）；对高磷鲕状赤铁矿采用磁化焙烧-弱磁选的方法，虽得到铁品位为60.92%、磷含量0.225%的精矿，但是铁的回收率仅在72%左右（李广涛等，四川某高磷鲕状赤褐铁矿石选矿试验研究[J].金属矿山，2008，(4)：43～47）；在对贵州某鲕状赤铁矿石采用磁化焙烧一磁选-酸浸流程，虽然使得精矿磷含量降至0.065%，但是焙烧成本和酸浸成本都高，导致整个工艺成本过高，很难实现工业化（郭宇峰等，贵州某鲕状赤铁矿选矿试验研究[J].金属矿山，2009，(12)：68～72）；利用At.f菌和At.t菌的协同作用使得鄂西高磷鲕状赤铁矿脱磷率达到了88.7%，但是铁回收率偏低，且该工艺复杂（鲍光明等，鄂西高磷鲕状赤铁矿微生物脱磷研究[J].金属矿山，2010，(3)：40～42）。虽然国内也有以直接还原焙烧-磁选工艺处理高磷鲕状赤铁矿，但是因未找到合适的脱磷添加剂，不是工艺复杂就是所用脱磷添加剂用量大而造成成本高，如“CN200910079152.4”，名称为“一种用高磷鲕状赤铁矿直接生产海绵铁的工艺方法”中所用脱磷剂碳酸钠用量为20%，使成本增大。与此同时，工艺所用的还原剂煤粉与焦炭相比虽然价格相对低廉，但是随着用量的增大也使得成本增加。

另一方面，在钢铁工业的高炉冶炼过程中产生大量含铁的高炉灰尚未能完全有效利用。据不完全统计，全国钢铁企业每年大约有一千万吨以上高炉灰产出，除少部分作为建筑材料在道路工程、水泥行业中使用外，大部分被堆存，这种做法不但会占用大量土地，也造成环境污染；同时，也造成了资源的巨大浪费。

为了解决上述的问题，本发明以高磷鲕状赤铁矿和高炉灰为原料，采用添加脱磷剂直接还原焙烧-磁选的方法生产直接还原铁，同时解决了鲕状赤铁矿和高炉灰的利用问题。

发明内容

本发明提供了一种用高磷鲕状赤铁矿和高炉灰生产直接还原铁的方法。将难利用的高磷鮞状赤铁矿和固体废弃物高炉灰同时利用，综合回收高磷鲕状赤铁矿和高炉灰中的铁，生产高质量的直接还原铁。达到简化工艺流程、降低生产成本、节能降耗、综合利用资源的目的。

本发明的技术方案是，一种用高磷鲕状赤铁矿和高炉灰生产直接还原铁的方法，该方法是以高磷鲕状赤铁矿和高炉灰为原料，高炉灰同时为还原剂，同时添加脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿进行直接还原焙烧-磁选，生产直接还原铁，使综合回收利用铁资源的目的得到实现。最终直接还原铁的指标是：铁品位大于91%，磷含量小于0.08%，鲕状赤铁矿和高炉灰中铁的总回收率大于85%，，产品可以直接作为炼钢原料。

实施该方案的具体步骤和条件如下：第一步，将高磷鲕状赤铁矿破碎到粒度-2mm占100%，加入固体废弃物高炉灰作为还原剂，同时加入脱磷剂，不同矿石的高炉灰和脱磷剂用量有所不同。高磷鲕状赤铁矿与高炉灰质量之比为1:（0.25～0.35），脱磷剂为碳酸钙和氟化钙的混合物，高磷鮞状赤铁矿与脱磷剂的质量比为1:（0.2～0.23）。将上述原料混合均匀后，在1150℃～1200℃的马弗炉中焙烧50～80min，具体矿石的焙烧温度和时间依据矿石性质有所不同，需要通过试验确定。

第二步，焙烧产品经过冷却后进行破碎磨矿，磨矿分为两个阶段，初始磨矿质量浓度为60%，第一段磨矿产品细度为-0.074mm占70%，第二段磨矿细度为-0.043mm占95%，两段磨矿所得产品均在磁场强度为1.8～2.0kGs条件下磁选，获得最终直接还原铁。破碎和磨矿的目的是使焙烧产品中金属铁颗粒与脉石矿物单体解离，从而获得具有合适磨矿细度的产品，该产品经弱磁选可以得到铁品位大于91%，磷含量小于0.08%，鲕状赤铁矿和高炉灰中铁的总回收率大于85%的直接还原铁。