专利名称：低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，特别是对红土镍矿、鮞状赤铁矿、羚羊石矿、钒钛磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿等低品位复杂难处理矿以及有色金属氧化物炉渣进行快速直接还原生产粒铁的工艺。
背景技术：
随着世界经济发展较快，占镍用途65%的不锈钢需求增长坚挺，但传统的提取金属镍的硫化镍矿资源不能满足需求，这就迫使人们从占地球镍资源58%的红土镍矿中提取金属镍。红土镍矿中提取金属镍工艺有湿法和火法工艺，湿法工艺即压力酸浸工艺，由于采用高压条件操作，对装备水平、投资规模和操作水平等有较高要求，且用此工艺提取金属镍，在硫酸价格昂贵的条件下，不仅成本高，而且产生大量废液对环境产生严重污染；火法工艺有高炉法和电炉法，还有隧道窑法等，高炉法面临小高炉淘汰，大高炉效率低下；电炉法由于耗电量大，在资源匮乏、能源紧张的情况下，电炉法也受到限制。我国铁矿资源丰富， 但铁矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”，平均铁品位32%，比世界平均品位低11个百分点。其中97%的铁矿石需要选矿处理，并且复杂难选的铁矿所占比例大(约占铁矿石储量的20.8%)。由于是复杂难选，采用常规选矿技术无法或只能部分选取金属物。国内外也有用直接还原技术将复杂难选矿制成还原铁的工艺，但均存在回收率低、投资大、成本高的缺点。在有色金属矿和有色金属废弃物的提炼与还原处理方面如红土镍矿，有湿法和火法冶炼两种工艺，也存在回收率低、投资大、成本高、污染环境的缺点。这是人们在研究如何提高还原后的产品品位和回收率的方法时，普遍忽视了矿石中非铁系氧化物的成分(特别是碱性氧化物和酸性氧化物)的变化对品位和回收率有直接影响作用的缘故。
发明内容
本发明的目的是提供一种低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，根据矿石中酸碱度对直接还原的影响，合理调节酸碱度来快速还原和提高回收率，解决背景技术中存在的上述问题。本发明目的是通过下面的技术方案实现的
低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，包含如下工艺步骤低品位复杂难处理矿与还原剂、脱硫剂、金属聚集剂充分混合，加入碱度调节剂，控制物料的碱度范围在 0. 2-0. 8之间，混合后的含碳物料进入还原设备中进行加热还原；在还原反应中，碱度调节剂和金属聚集剂能够调节物料的碱度，降低物料的熔点，使物料中大量的酸性和碱性渣能够在1000 1400°C的温度范围内形成熔融相聚合在一起，而金属也在被还原的同时快速聚集在一起形成微细颗粒；还原后的产物出炉后立即进行水淬，水淬冷却后再对产品进行磨矿磁选，对磁选后的物料进行压块作为电炉炼钢的优质原料。低品位复杂难处理矿与还原剂、脱硫剂、金属聚集剂充分混合的装量比例为低品位复杂难处理矿1 还原剂为0. 1-0. 5 脱硫剂0. 086-0. 30、金属聚集剂0. 0012-0. 01。
所说的低品位复杂难处理矿包括红土镍矿、鮞状赤铁矿、羚羊石矿、钒钛磁铁矿、 赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿等低品位复杂难处理矿以及有色金属氧化物炉渣等。所说的还原剂为碳C为无烟煤、焦末或烟煤，脱硫剂为石灰石；所说的还原设备是车底炉、回转窑、转底炉、隧道窑、辊道窑、抽屉窑、竖炉、多层炉等。金属聚集剂为四苯硼酸钠，分子式为Na2B407 · 10H20。根据不同矿物，同时或分别加入金属聚集剂和碱度调节剂。还原设备内的加热还原反应参数根据不同设备确定还原时间控制在2-18小时之间，加热温度控制在1000-1400°C之间。所说的碱度调节剂由氧化钙与二氧化硅组成、或氧化钙与二氧化硅、氧化镁组成，或氧化钙与二氧化硅、氧化镁、三氧化二铝组成；氧化钙与二氧化硅组成二元碱度CaO/ Si02，氧化钙与二氧化硅、氧化镁组成三元碱度(Ca0+Mg0)/Si02，氧化钙与二氧化硅、氧化镁、三氧化二铝组成四元碱度(Ca0+Mg0)/Si02+A1203，根据矿物中碱性氧化物和酸性氧化物的不同成分的比例进行配料计算和碱度调节，控制物料的碱度范围在0. 2-0. 8之间。本发明的有益效果是低品位复杂难处理矿一方面加入碱度调节剂促使非铁系氧化物迅速聚集抛离金属元素而成为矿渣，另一方面加入金属聚集剂促使氧化态的金属元素在被还原成金属态的过程中更加迅速聚集离开矿渣而形成微细颗粒，形成颗粒后的物料能够大大提高后续磨矿磁选工序的效率，更加重要的是提高了产品的品位和回收率。
具体实施例方式实施例一
原料配料低品位复杂难处理矿为红土镍矿粉(Fe=17. 52%，Ni=L 52%)，无烟煤、焦末或烟煤加工成的还原剂(碳C)破碎后的粒度为50-100目，脱硫剂为石灰石，加入碱度调节剂调节物料碱度为0. 2-0. 7，将红土镍矿粉与还原剂(碳C)、脱硫剂(石灰石)和金属聚集剂按比例(红土镍矿粉1 还原剂0. 1-0. 3:脱硫剂0. 086-0. 21 金属聚集剂0. 0016-0. 009) 混合，物料铺在台车面上进入还原设备(车底炉)，升温至1200-1400°C保温2-3小时，产品出窑水淬磨选，所得镍铁产品经化验ITe=51. 45%，Ni=15. 7%，镍的回收率达98%以上。实施例二
原料配料低品位复杂难处理矿为鮞状赤铁矿(Fe=34%)粒度0 3 mm，无烟煤、焦末或烟煤加工成的还原剂(碳C)破碎后的粒度为5(Γ100目，脱硫剂为石灰石，调节物料碱度为 0. 32、. 58，将鮞状赤铁矿与还原剂(碳C)、脱硫剂(石灰石)和添加剂金属聚集剂按比例(鮞状赤铁矿1 还原剂0. 20 0· 47:脱硫剂0. 12 0. 27:金属聚集剂0. 0016 0. 0039)充分混合后铺在台车面上，进入还原设备(车底炉)，升温至110(Tl30(rC保温2、小时，产品出窑水淬磨选，海绵铁产品经化验IFe达到87%以上，！^回收率达到95%以上。
权利要求
1.一种低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于包含如下工艺步骤低品位复杂难处理矿与还原剂、脱硫剂、金属聚集剂充分混合，加入碱度调节剂，控制物料的碱度范围在0. 2-0. 8之间，混合后的含碳物料进入还原设备中进行加热还原；在还原反应中，碱度调节剂和金属聚集剂能够调节物料的碱度，降低物料的熔点，使物料中大量的酸性和碱性渣能够在1000 1400°C的温度范围内形成熔融相聚合在一起，而金属也在被还原的同时快速聚集在一起；还原后的产物出炉后立即进行水淬，可防止产品金属物质被氧化；水淬冷却后再对产品进行磨矿磁选，对磁选后的物料进行压块作为电炉炼钢的优质原料。
2.根据权利要求1所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于低品位难选矿与还原剂、脱硫剂、金属聚集剂充分混合的装量比例为低品位复杂难处理矿 1 还原剂为0. 1-0. 5 脱硫剂0. 086-0. 30、金属聚集剂0. 0016-0. 0039。
3.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于所说的碱度调节剂由氧化钙与二氧化硅组成、或氧化钙与二氧化硅、氧化镁组成，或氧化钙与二氧化硅、氧化镁、三氧化二铝组成；氧化钙与二氧化硅组成二元碱度Ca0/Si02，氧化钙与二氧化硅、氧化镁组成三元碱度(Ca0+Mg0)/Si02，氧化钙与二氧化硅、氧化镁、三氧化二铝组成四元碱度(CaO+MgO)/Si02+A1203，根据矿物中碱性氧化物和酸性氧化物的不同成分的比例进行配料计算和碱度调节，控制物料的碱度范围在0. 2-0. 8之间。
4.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于金属聚集剂为四苯硼酸钠，分子式为Na2B407 · 10H20。
5.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于根据不同矿物，同时或分别加入金属聚集剂和碱度调节剂。
6.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于所说的还原剂为碳C为无烟煤、焦末或烟煤，脱硫剂为石灰石。
7.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于所说的低品位难选矿包括红土镍矿、鮞状赤铁矿、羚羊石矿、钒钛磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿、有色金属氧化物炉渣。
8.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于所说的还原设备是车底炉、回转窑、转底炉、隧道窑、辊道窑、抽屉窑、竖炉和多层炉。
9.根据权利要求1或2所述之低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，其特征在于还原设备内的加热还原反应参数根据不同设备确定还原时间控制在2-10小时之间， 加热温度控制在1000-1400°C之间。
全文摘要
本发明涉及一种低品位复杂难处理矿直接还原生产粒铁的工艺，特别是对红土镍矿、鲕状赤铁矿、羚羊石矿、钒钛磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿等进行快速直接还原生产粒铁的工艺。技术方案是低品位复杂难处理矿与还原剂、脱硫剂、金属聚集剂充分混合，加入碱度调节剂，控制物料的碱度范围在0.2-0.8之间，混合后的含碳物料进入还原设备中进行加热还原。低品位复杂难处理矿一方面加入碱度调节剂促使非铁系氧化物迅速聚集抛离金属元素而成为矿渣，另一方面加入金属聚集剂促使氧化态的金属元素在被还原成金属态的过程中更加迅速聚集离开矿渣而形成微细颗粒，形成颗粒后的物料能够提高后续磨矿磁选工序的效率，提高产品的品位和回收率。
文档编号C21B13/00GK102212635SQ20111013079
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者汪寿平, 汪翔宇, 王建春 申请人:唐山奥特斯科技有限公司