[发明专利]一种利用普通铁精矿制备工业纯铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种利用普通铁精矿制备工业纯铁的方法。

背景技术

工业纯铁是指含铁量不低于99.5％，碳含量不高于0.04％的一种铁合金。因其具有低矫顽力、耐腐蚀性强、高韧性以及良好的导热和软磁性能等优点，应用范围十分广阔，常被用于精密合金、电热合金、高温合金、洁净钢等的生产和制造。随着社会科技的发展和进步，我国工业纯铁的市场需求越来越大，同时，工业纯铁在国家政策的鼓励支持下，发展优势明显，未来前景十分广阔。

我国目前主要采用传统流程冶炼工业纯铁，杂质需经过多道工序去除，致使工艺复杂，不仅生产成本高，生产难度大，硫化物、氮氧化物排放高，对环境影响也较大，同时冶炼过程中成分难以控制，对操作要求很高，限制了我国工业纯铁生产技术的发展。国外尤其日本以电解法生产的纯铁纯度最高，但电解铁价格相对较贵，生产成本很高，无法大量生产应用。

发明内容

本发明提供一种利用普通铁精矿制备工业纯铁的方法，生产流程短，操作工艺简单，运营成本低。

本发明的技术方案如下：

一种利用普通铁精矿制备工业纯铁的方法，包括如下步骤：

(1)选用普通铁精矿，其铁品位大于65％，SiO₂含量小于4％；将所述普通铁精矿放入行星式球磨机进行磨矿，经磨矿后的矿粉进行筛分分级，将粒度≤0.074mm的矿粉利用湿式磁选机进行弱磁粗选，磁场强度为20～25kA/m，其余矿粉返回再磨；

(2)将步骤(1)中经弱磁粗选后的矿粉进行细筛分级，将粒度≤0.038mm的矿粉利用湿式磁选机进行弱磁精选，磁场强度为25～30kA/m，其余矿粉返回再磨；

(3)步骤(2)精选后的矿粉即为高纯铁精矿，所得高纯铁精矿的全铁含量不低于71％，SiO₂含量小于0.5％；将所述高纯铁精矿配以FN型粘结剂，经充分混匀后，再配以水均混后造球，其质量比为高纯铁精矿：FN型粘结剂：水＝100：0.3～0.5：7～9，制得的生球粒径为9～12mm，之后将生球置于100～120℃环境下恒温干燥4h；

(4)将步骤(3)中充分干燥后的生球放入高温炉中，以10℃/min升温至950℃，温度恒定后通入还原气体并维持15～20min，之后关闭还原气体并通入保护气体，直至还原后的球团冷却后排出炉外；其中还原气体采用纯度高于99.99％的高纯氢气，保护气体选用纯度高于99.99％的高纯氮气；

(5)将步骤(4)经还原后的球团放入高温气氛炉中进行高温熔分，通入纯度高于99.99％的高纯氮气作为保护气体，以10℃/min升至1550～1600℃，保温60min，熔分结束后待炉温降至室温后取出球团，制得工业纯铁，其全铁含量不低于99.85％，碳含量小于0.01％。

本发明的有益效果为：本发明与现有传统流程相比，该工艺生产流程短、操作工艺简单，运营成本低。本发明在直接还原过程中采用高纯氢气作为还原剂，摆脱了对焦煤资源的依赖，碳排放量大幅度降低，环境友好。另外，本发明直接还原过程在不造渣、不熔化的低温固态环境下进行，对铁氧化物进行选择性还原，从而保持杂质元素以氧化物的形态存在，不进入铁相，便于后序高温熔分工艺中高效去除。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，所举实施例只是用于解释本发明，并非用于限定本发明的使用范围。

实施例一

本实施例所用铁精矿铁品位65.91％，SiO₂含量3.82％。

具体实施步骤如下：

(1)将上述铁精矿放入行星式球磨机进行磨矿，经磨矿后的矿粉进行筛分分级，将粒度≤0.074mm的矿粉利用湿式磁选机进行弱磁粗选，磁场强度选取20kA/m，其余矿粉返回再磨；

(2)将步骤(1)中经弱磁粗选后的矿粉进行细筛分级，将粒度≤0.038mm的矿粉利用湿式磁选机进行弱磁精选，磁场强度为25kA/m，其余矿粉返回再磨，制备出高纯铁精矿的铁品位71.04％，SiO₂含量0.43％；

(3)将上述高纯铁精矿配以FN型粘结剂，经充分混匀后，外配水均混后造球，其质量比为高纯铁精矿：FN型粘结剂：水＝100：0.4：8，制成粒径10mm的生球，在105℃恒温鼓风干燥箱中对生球进行干燥，恒温干燥时间为4h，得到高纯铁精矿生球；