[发明专利]一种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原铁粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原铁粉的方法。

背景技术

我国是世界第一大钢产量国，2014年钢产量突破11.26亿吨(其中粗钢为8.2亿吨)，年需要废钢2900(含DRI)多万吨，而我国还原铁(DRI)年产量仅不到60万吨。

我国是一个低贫难选铁矿资源丰富的国家，低贫呆矿占铁矿资源97％以上，目前无法综合利用，因此，我国富矿进口依赖程度为55％。另外，我国每年还有上亿吨的硫酸渣、铜渣、除尘灰、氧化铝赤泥等含铁废料产生。

如今，我国焦煤资源日益贫乏，因此，国家出台了相关政策，鼓励发展直接还原铁和非焦炼铁工艺技术开发与应用及难选铁矿、尾渣等含铁废料的综合利用，提高还原铁的产量及开发我国大量的低贫呆矿使其资源化迫在眉睫。

我国目前年生产的50～60万吨还原铁(DRI)，主要是由200余条隧道窑法生产的。在我国，煤基隧道窑罐式法生产还原铁技术走过30多年的历史，其工艺技术比较稳定、成熟，小项目分布相对比较普遍。但因传统的煤基隧道窑罐式法，必须采用昂贵的耐火罐；同时具有能耗高；还原时间长；劳动力消耗高；产品质量低下等原因，造成生产成本高、销路不畅等实际问题。目前造成煤基隧道窑法还原铁生产停顿状态。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种从难选矿、复合矿和含铁废料还原分离获得高品位金属铁粉的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原铁粉的方法，步骤如下：

(1)将难选矿、复合矿或含铁废料打磨成0～80目的矿粉，添加还原剂、助剂和粘结剂，所述矿粉、还原剂、助剂和粘结剂的重量比为(64.0～78.0):(20～22):(0.5～13):(0.5～1.5)，再添加粒度1～6mm、矿粉质量0～6％的石英砂或废耐火砖颗粒及长度5～20mm、矿粉重量3～8％的废钢屑，均匀混合；

(2)向步骤(1)的混合矿粉中喷洒矿粉质量3.5％～5.0％的水，将矿粉搅拌后，再压制成砖块，并在矿粉砖块表面喷涂一层1.0～2.0mm厚的耐火涂料层，在105～180℃的烘干窑内烘干3～5h，使砖块内水份≤0.5％；

(3)在窑车上平铺有8～10mm的煤粉或石灰粉或耐火涂料，将步骤(2)的砖块按10～20mm的间隔距离均匀摆放在窑车面上，进入窑炉，在980℃～1030℃温度下进行还原反应，还原时间为1.5～5.0h；

(4)将还原反应后的砖块出窑炉后，自然冷却到200℃以下，将砖块打磨至160～200目，进行湿式磁选，磁场强度为1800～3200Gs，得到TFe≥90％、ηFe≥93％、回收率≥93％的高品位金属铁粉产品，尾矿中TFe≤5.0％。

其中，所述的难选矿为赤铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿、羚羊石铁矿或菱铁矿；所述的复合矿为钒钛磁铁矿、红土镍矿、硼铁矿或锰铁矿；所述的含铁废料为除尘污泥、硫酸渣、铅锌渣、铜渣、含六价铬铬渣或氧化铝赤泥。

所述的还原剂为煤碳粉，其成分按重量分数计为：其成分按重量分数计为：固定碳≥65％、挥发份≤15％、灰份≤20％、水份＜3％、含硫量＜0.5％；其灰熔点≥1150℃，加工后粒度为0～5mm。

所述的助剂按质量百分比由氧化钙粉35.0％、低熔点玻璃粉10.0％和氟化钙粉55.0％混合组成。

所述的粘结剂为有机粘结剂或无机粘结剂，其中所述的有机粘结剂为腐植酸钠、糊精、糖浆、纸浆废液、糖稀或水溶性聚乙烯醇，所述的无机粘结剂为膨润土、高岭土、粘土、石灰粉或水玻璃。

所述的耐火涂料由粘土粉和高铝生料粉按重量比1：1混合。

所述的废耐火砖颗粒为加工成3～10mm颗粒状的粘土砖、高铝砖或镁碳砖。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过加入石英砂或废耐火砖颗粒或废钢屑作为骨料，起到支撑和加强筋的作用，防止高温还原时砖块爆裂，且不影响磁选时金属铁粉的品位和还原率；另外，废钢屑在磁选前能够筛分分离出来，能够循环使用。