[发明专利]还原含磷铁矿石的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种还原含磷铁矿石的方法。

背景技术

随着优质铁矿资源的逐渐枯竭，数百亿吨高磷矿的有效利用成为亟需解决的难题。高炉冶炼在还原气氛下进行，该工艺无法脱磷，故探索一种冶炼新工艺是利用高磷矿的关键。竖炉直接还原技术因反应过程还原温度低，高磷矿中的磷不被还原，为高磷矿脱磷提供了技术依据。然而，高磷矿黏性较大，造球过程中母球相互粘结，形成的球团形状不规则，生球质量很难满足竖炉冶炼要求，故而球团质量是竖炉直接还原高磷矿的技术关键。

受限于当前高磷矿脱磷技术水平，高磷矿脱磷效果很难满足入炉铁矿石中磷含量的指标要求，冶炼过程中对高磷矿的使用很少，因此高磷矿造球技术未引起更多的重视。目前主要的的造球技术报道在改进造球机技术工艺方面，或针对高炉用精矿进行造球工艺改进，对高磷矿造球技术鲜有报道。

申请号为201010275087.5的发明专利公开了一种用高磷矿石制备的球团，其中将磷含量≤0.2％的铁矿粉配加氧化镁、膨润土以及丙烯酸乳胶粉混合而成的粘结剂混合均匀造球，各组分的粒度均≤74微米。然而此工艺只对针对磷含量较低的混合料进行造球，且混合料粒度要求严格。

申请号为201210220998.7的发明专利公开了一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法，其中将磷矿粉、煤粉和硅石按一定比例均匀混合造球，小于74微米的颗粒占混合料整体粒径的80％以上，此方法造的球用于转底炉，对球团的抗压强度要求不高。

因此，现有的含磷铁矿石的还原技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种还原含磷铁矿石的方法，该方法可以有效解决含磷铁矿造球难的问题，并且可以得到金属化率为85～90％的金属化球团。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种还原含磷铁矿石的方法，包括：

(1)将所述含磷铁矿石进行细磨处理，以便得到矿石粉末；

(2)将矿石粉末和石灰石进行混合造球，以便得到矿石球团；

(3)将所述矿石球团进行干燥处理，以便得到经过干燥的矿石球团；

(4)将所述经过干燥的矿石球团进行焙烧处理，以便使得所述经过干燥的矿石球团中的石灰石与三氧化二铁反应生成铁酸钙，得到含有铁酸钙的焙烧球团；以及

(5)将所述焙烧球团在竖炉中进行气基还原处理，以便得到金属化球团。

根据本发明实施例的还原含磷铁矿石的方法通过将磨细后的含磷铁矿石粉末与石灰石进行混合造球，由于矿石粉末间接触面积减小，因此石灰石可以起到很好的破黏作用，从而可以有效解决造球过程中母球相互粘结的问题，同时焙烧过程中石灰石易与矿石粉末中三氧化二铁生成低熔点的铁酸钙，使得生成的液相可以有效粘结未熔物质，从而可以显著提高矿石球团的强度，另外，采用竖炉对焙烧球团进行气基还原处理，可以制备得到金属化率为85～90％的金属化球团。

另外，根据本发明上述实施例的还原含磷铁矿石的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述含磷铁矿石中磷的含量为0.6～1.4wt％。由此，可以拓宽含磷铁矿石的来源。

在本发明的一些实施例中，所述含磷铁矿石中铁的含量为40～50wt％。

在本发明的一些实施例中，所述矿石粉末中粒径低于74微米的颗粒占50重量％以上。由此，可以使得后续混合造球过程中矿石粉末与石灰石均匀混合。

在本发明的一些实施例中，所述矿石球团的粒径为12～16mm。由此，可以显著提高矿石球团的焙烧效率。

在本发明的一些实施例中，将所述矿石粉末和所述石灰石按照质量比为1：0.03～0.05进行所述混合造球。由此，可以形成规则的矿石球团，且保证矿石球团强度。

在本发明的一些实施例中，所述矿石球团中含水量为7～8wt％。

在本发明的一些实施例中，所述焙烧处理是采用下列方式进行的：以12℃/min升温速率从室温升至600℃，并在600恒温15min，然后以22℃/min升温速率从600℃升至1280℃，并在1280℃恒温10min。由此，可以进一步提高矿石球团的焙烧效率。