专利名称：一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法
技术领域：
一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，涉及一种含磷鮞状赤铁矿原矿金属化还原焙烧一磁选一熔分，同步脱磷、铝、硅，制备含磷小于0.01%的优质铁水的方法。
背景技术：
鮞状赤铁矿嵌布粒度极细，且经常与菱铁矿、鮞绿泥石和含磷矿物共生或相互包裹，是目前国内外公认的最难选的铁矿石类型之一。国内鮞状赤铁矿、褐铁矿资源储量很大，两种资源加起来有60亿吨，其中铁矿资源储量的1/9为鮞状赤铁矿。鮞状赤铁矿常形成大型矿山，例如法国的洛林铁矿、美国的克林顿铁矿以及我国北方的宣龙式铁矿、南方的宁乡式铁矿，此类资源的开发难度很大，目前尚未得到有效开发利用。研究报导的高磷铁矿石脱磷方法主要有物理分选法，包括重选(摇床、溜槽分级 等)和磁选(强磁选、弱磁选、高梯度磁选等)；浮选法，包括浮选、反浮选等；化学浸出，如酸洗等；还原焙烧法，包括磁化焙烧一磁选法和金属化还原焙烧一磁选等。此外，还有一些上述方法组成的联合工艺。但都存在脱磷不彻底、不能同时有效脱除铝硅等杂质、铁精矿品位低、铁回收率低、成本高、对环境危害大等缺点的一项或多项内容，尚未有一种可适于处理高磷鮞状赤铁矿的工艺或方法。申请号为200910079152. 4、发明名称为“一种用高磷鮞状赤铁矿直接生产海绵铁的工艺方法”的专利申请公开了加入占高磷鮞状赤铁矿重量2(Γ30%的脱磷剂碳酸钠，以煤为还原剂在90(Tl00(rC下还原焙烧3(T40min，然后用弱磁选方法回收其中的金属铁，此流程能获得90%以上，磷含量08%的产品。但此工艺需加入2(Γ30%的碳酸钠，添加剂成本高，随大量碳酸钠的加入，焙砂熔点大大降低，焙烧过程易造成炉体粘结挂壁，且会使精矿中杂质Na2O含量高。申请号为200910308267. 6、发明名称为“一种由含磷鮞状赤铁矿制备炼钢炉料的方法”的专利申请公开了鮞状赤铁矿加入添加剂后造块，其中元明粉5 8%、硼砂f 2%、胡敏酸钠O. 5 1%、黄腐酸钠O. 5 1%，在100(Γ1050 下恒温焙烧I. 5 2h，冷却后碎磨，磁选得到品位、3%、磷含量、.08%的金属铁粉，铁回收率、3%、磷脱除率、5%。但该方法中大量元明粉的加入致使铁粉含S过高。重复试验过程加入5%的元明粉，2%硼砂，1%胡敏酸钠，1050°C下恒温焙烧2h发现水淬过程中H2S气味浓，操作环境恶劣；焙砂烧结严重,工业化生产中极易造成炉体的粘结挂壁，作业难度大；选出的铁粉S含量 1%，远超过炼钢炉料S含量的要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种脱磷率高，且可同步脱除铝硅等杂质，产品质量好，铁回收率高，成本低，环境污染小，易实现工业化生产的一种由含磷鮞状赤铁矿原矿金属化还原焙烧一磁选一熔分，同步脱磷、铝、硅，制备含磷小于0.01%的优质铁水的方法。
上述目的是通过下述方案实现的
一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括
(1)将鮞状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎；
(2)将步骤(I)破碎的矿石进行 金属化还原焙烧；
(3)高温焙砂经缓冷至40(T75(rC后水淬急冷，水淬焙砂球磨；
(4)球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿；
(5)将步骤(4)得到的铁粉熔分得到含磷小于O.01%的优质铁水。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(I)的破碎过程包括配入占原矿重量广8%的添加剂，添加剂为脱磷剂、活化剂、碱度调整剂的混合物，脱磷剂活化剂碱度调整剂的重量比为2. 5^3:0. 8^1:5. 5飞；配入还原剂烟煤、无烟煤、褐煤的一种或多种，配入量占原矿重量的15 30% ;破碎粒度小于5mm的超过95%。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述脱磷剂为NaCl、MgCl2, CaCl2,KCl的一种或多种。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，活化剂为NaF、萤石、硼砂中的一种或多种。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，碱度调整剂为CaO、CaCO3、Na2CO3中的一种或多种。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(2)的金属化还原焙烧过程中，还原焙烧设备采用回转窑、转底炉、多膛炉的一种，热源为煤气、煤的一种，助燃气体为空气，高温区温度为90(Tl05(TC，高温区停留时间为O. 5^3h,控制出炉烟气C0/C02为
3.5 4. 5。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(3)的高温焙砂缓冷后水淬急冷，水淬焙砂球磨过程是将步骤(2)所得高温焙砂经密封冷却筒冷却，至40(T750°C后水淬急冷，焙砂球磨，磨矿粒度为小于O. 074mm占85、5%。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(4)的磁选分离过程是将步骤(3)球磨矿浆进行磁选，进矿矿浆固体质量浓度控制在15°/Γ25%，磁场强度控制在800^1500奥斯特，得到精矿铁粉和尾矿。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(5)的电炉熔分过程是将步骤(4)得到的铁粉熔分，添加O.广2%造渣剂，温度控制155(Tl650°C，时间l 3h，得到含磷小于O. 01%的优质铁水。一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述造渣剂为CaOXaCO3的一种或两种。本发明的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，原矿配入添加剂、还原剂破碎后金属化还原焙烧一磁选一熔分工艺，制备含磷小于0.01%的优质铁水，与传统的洗选工艺及最近开发的配入碳酸钠、元明粉等铁质化焙烧工艺相比，该方法具有以下特点原矿无需细磨，直接破碎至-5mm即可，也无需造球，与添加剂、煤混匀即可，大大节约了磨矿和造球成本；添加剂价格低廉，用量少，添加剂带入的其它杂质含量低，特别是不会带入炼钢难处理的杂质S ;铁与磷、铝、硅等杂质的磁选分离效率高，磷、铝、硅脱除率高和铁回收率高；熔分产出含磷小于O. 01%的优质铁水，可作为炼钢的优质原料，产品产值高。
本发明的方法处理鮞状赤铁矿，金属化还原焙烧一磁选过程铁选出率90、5%，磷脱除率 88 95%，精矿铁粉中Fe 85 95%，P O. Γθ. 2%, S O. 05 O. 15%，Al2O3 <2%, Si02<4% ；熔分制备优质铁水过程铁回收率大于98%，磷脱除率95、9%，铁水中P O. 005%。
图I本发明方法的工艺流程图。
具体实施例方式一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，以含磷鮞状赤铁矿为原料，配入添加剂、还原剂混勻破碎后金属化还原焙烧一磁选一熔分工艺，制备含磷小于O. 01%的优质铁水。该方法包括如下步骤。I、原矿配入添加剂、煤混勻后破碎,破碎粒度小于5mm超过95%。
2、将步骤I得到的碎矿金属化还原焙烧，控制温度95(Tl050°C，还原时间O. 5 3h，炉内烟气C0/C02为3. 5^4. 5。3、将步骤2得到的高温焙砂缓冷至40(T750°C后水淬急冷，水淬焙砂球磨，球磨粒度为小于O. 074mm占85 95%。4、将步骤3得到的球磨矿浆进行磁选，矿浆质量浓度控制在15 25%，磁场强度控制在80(Γ2000奥斯特，得到精矿矿浆和尾矿矿浆，经浓密过滤得到铁粉和尾矿。5、将步骤4得到的铁粉熔分，温度155(Tl600°C，时间O. 5 3h，得到含磷小于O. 01%的优质铁水。实施例I
IOOOOg鮞状赤铁矿(TFe 43%，P O. 9%，Al2O3 7%，Si02 22%)，加入添加剂500g (其中NaCl 150g，NaF 50g，Ca0 300g)和褐煤3000g，混匀后破碎至小于5mm占96%，碎料金属化还原焙烧，控制温度950°C，炉内烟气中C0/C02=3. 8，停留时间lh，产出焙砂经换热冷却筒冷却至500°C后水淬，水淬焙砂球磨至小于O. 074mm占94%，球磨后调浆至矿浆浓度20%，在1500奥斯特下磁选，得到精矿类铁粉(TFe 90%，P O. 13%，Al2O3 I. 7%，Si02 3. 6%)，其中铁选出率 89%，磷脱除率、3%。所得铁粉进行高温熔分，控制温度1550°C，恒温时间2h，得到优质铁水(P O. 004%)ο实施例2
20000g鮞状赤铁矿(TFe 43%，P O. 9%，Al2O3 7%，Si02 22%)，加入添加剂1200g (其中KCl与MgCl2共计400g,萤石IOOg, CaCO3 700g)和烟煤4500g,混匀后破碎至小于5mm占97%，碎料金属化还原焙烧，控制温度1000°C，炉内烟气中C0/C02=4. 0，停留时间2h，产出焙砂经换热冷却筒冷却至520°C后水淬，水淬焙砂球磨至小于O. 074mm占95%，球磨后调浆至矿浆浓度20%，在1000奥斯特下磁选，得到精矿铁粉(TFe 91%，P O. 12%，Al2O3 I. 6%，SiOf3. 4%)，其中铁选出率 90%，磷脱除率 92%。所得铁粉进行高温熔分，控制温度1580°C，恒温时间I. 5h，得到优质铁水(P、. 006%)ο实施例3
IOOOOg鮞状赤铁矿(TFe 43%，P O. 9%，Al2O3 7%，Si02 22%)，加入添加剂700g (其中NaCl与CaCl2共计210g,萤石+硼砂80g, CaO与Na2CO3共计410g)和无烟煤2500g,混匀后破碎至小于5mm占99%，碎料金属化还原焙烧，控制温度1030°C，炉内烟气中C0/C02=4. 2，停留时间3h，产出焙砂经换热冷却筒冷却至520°C后水淬，水淬焙砂球磨至小于O. 074mm占94%，球磨后调浆至矿浆浓度20%，在2000奥斯特下磁选，得到精矿铁粉(TFe 90%，P O. 14%，Al2Ofl. 8%，SiO2I. 9%)，其中铁选出率、1%，磷脱除率、2%。所得铁粉进行高温熔分，控制温度1600°C，恒温时间lh，得到优质铁水(P、. 004%)ο·
权利要求
1.一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括 (1)将鮞状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎； (2)将步骤(I)破碎的矿石进行金属化还原焙烧； (3)高温焙砂经缓冷至40(T75(rC后水淬急冷，水淬焙砂球磨； (4)球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿； (5)将步骤(4)得到的铁粉熔分得到含磷小于O.01%的优质铁水。
2.根据权利要求I所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(O的破碎过程包括配入占原矿重量广8%的添加剂，添加剂为脱磷剂、活化剂、碱度调整剂的混合物，脱磷剂活化剂碱度调整剂的重量比为2. 5^3:0. 8^1:5. 5飞；配入还原剂 烟煤、无烟煤、褐煤的一种或多种，配入量占原矿重量的15 30% ;破碎粒度小于5_的超过95%。
3.根据权利要求2所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述脱磷剂为 NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl 的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，活化剂为NaF、萤石、硼砂中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，碱度调整剂为CaO、CaCO3、Na2CO3中的一种或多种。
6.根据权利要求I所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(2)的金属化还原焙烧过程中，还原焙烧设备采用回转窑、转底炉、多膛炉的一种，热源为煤气、煤的一种，助燃气体为空气，高温区温度为90(Γ1050 V，高温区停留时间为O. 5 3h，控制出炉烟气C0/C02为3. 5^4. 5。
7.根据权利要求I所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(3 )的高温焙砂缓冷后水淬急冷，水淬焙砂球磨过程是将步骤(2 )所得高温焙砂经密封冷却筒冷却，至40(T750°C后水淬急冷，焙砂球磨，磨矿粒度为小于O. 074mm占85 95%。
8.根据权利要求I所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(4)的磁选分离过程是将步骤(3)球磨矿浆进行磁选，进矿矿浆固体质量浓度控制在15°/Γ25%，磁场强度控制在80(Γ1500奥斯特，得到精矿铁粉和尾矿。
9.根据权利要求I所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述的步骤(5)的电炉熔分过程是将步骤(4)得到的铁粉熔分，添加O.广2%造渣剂，温度控制155(Tl650°C，时间I 3h，得含磷小于O. 01%的优质铁水。
10.根据权利要求9所述的一种含磷鮞状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述造渣剂为CaO、CaCO3的一种或两种。
全文摘要
本发明公开了一种含磷鲕状赤铁矿的处理方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括(1)将鲕状赤铁矿原矿与一定比例的添加剂、煤混匀后破碎；(2)将步骤(1)破碎的矿石进行金属化还原焙烧；(3)高温焙砂经缓冷至400~750℃后水淬急冷，水淬焙砂球磨；(4)球磨后进行磁选得到铁粉和尾矿；(5)将步骤(4)得到的铁粉熔分得到含磷小于0.01%优质铁水。本发明的方法的原矿无需细磨，直接破碎至-5mm即可，也无需造球，与添加剂、煤混匀即可，大大节约了磨矿和造球成本；熔分产出含磷小于0.01%的特级优质铁水，可作为生产优质钢的原料，产品产值高。
文档编号C22B1/00GK102912111SQ201210335050
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者王成彦, 尹飞, 揭晓武, 陈永强, 阮书锋, 王振文, 杨永强, 居中军, 李强, 王军, 张永禄, 邢鹏 申请人:北京矿冶研究总院