一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法
【专利摘要】本发明涉及一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，其特征是：采用选择性还原和熔分两大工序，选择性还原是将含铌铁精矿与兰炭按（50-70）:（50-30）的重量比装入碳化硅反应罐中，在高温炉内于850～1050℃条件下还原，保温40～60小时；固态还原成含物理铁的精矿团块，随炉冷却至200～300℃，将还原产物取出后清理得到还原后的块状精矿；熔分是将还原后的块状精矿和白灰混匀后装入电炉，控制碱度0.5±0.1，熔分温度1370～1500℃之间，保温时间2～30min，浇注冷却，得到含磷生铁和低磷、低铁的铌渣。其优点是：不需造球，装料简便，低成本；脱铁除磷率高，铌收率高，铌收率＞98%、脱磷率＞85%、脱铁率＞85%；造渣剂碱度低，碱度一般在0.5±0.1。
【专利说明】一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，属于冶金化学【技术领域】。
【背景技术】
[0002]我国是铌消耗大国，但是目前几乎全部依赖进口。白云鄂博矿中含有大量的铌，远景氧化物(Nb2O5)储量660万吨，但是由于品位低，杂质含量高，导致其不能直接进入冶炼环节。尤其是精矿中Fe、P的含量将直接影响到铌铁合金中铌品位及铌磷比。
[0003]高憐银铁精矿含铁30_50mass%,含憐0.1-1.5mass%,银含量l_5mass%。由于铁、憐含量高，铌品位低，致使此种矿难以达到冶炼铌铁合金的要求。如果直接将此种精矿直接进行冶炼，磷、铁将与铌同时被还原进入合金，导致合金铌品位低，磷含量高。后期使用过程中还需要大量造渣剂脱磷，增加了使用成本。
[0004]目前，国内脱铁除磷方法主要有选矿方法、化学方法、生物技术以及冶炼方法。选矿成本高，回收率极低；化学方法成本高且存在废水处理问题；生物技术虽然环保、能耗低，但是工艺流程长、效率低、成本高；冶炼方法脱铁除磷的案例中，有的向造渣剂中加氟化钙，高温下氟化钙不但侵蚀炉衬，而且污染环境。中国专利一种高磷赤铁矿直接还原脱磷提铁的方法(申请号201010534858.8)采用冷固结球团直接还原一磁选的方法脱铁除磷，但是该方法在冷固结造块过程中外加大量粘结剂，因此导致了成本上升和冶炼时渣量明显增加；同时在高温条件下粘结剂极易失效，致使球团出现粉化、内部结圈等现象，增加了劳动成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是旨在克服现有技术缺陷，提供一种工艺简单、脱磷率、脱铁率高、银收率闻的闻憐银铁精矿脱铁除憐的方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:采用选择性还原和熔分两大工序，选择性还原是将含铌铁精矿与兰炭按(50-70): (50-30)的重量比装入碳化硅反应罐中，在高温炉内于850~1050°C条件下还原，保温40~60小时；固态还原成含物理铁的精矿团块，随炉冷却至200~300°C，将还原产物取出后清理得到还原后的块状精矿；熔分是将还原后的块状精矿和白灰混匀后装入电炉，控制碱度0.5±0.1，熔分温度1370~1500°C之间，保温时间2~30min，浇注冷却，得到含磷生铁和低磷、低铁的铌渣。
[0007]所述铌铁精矿粒度< 150目、兰炭粒度< 2cm ；
将含铌铁精矿与兰炭装入碳化硅反应罐中前，应在罐底铺1±0.5 Cm厚的兰炭颗粒，以防止出iiS时粘结；
所述高温炉为电阻炉、或为隧道窑、或为回转窑；
所述电炉为中频感应炉、或为电弧炉。
[0008]上述方法中:铌收率> 98%，脱磷率> 90%，脱铁率> 90%。
[0009]由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点:(I)采用罐式选择性还原，不需造球，装料简便；采用半焦还原，低成本；还原后物料混合物未带入灰分，粘结剂等杂物。
[0010](2)脱铁除磷率高，铌收率高。铌收率> 98%，脱磷率> 85%，脱铁率> 85%。
[0011](3)造渣剂碱度低，碱度一般在0.5±0.1。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的碳化硅反应罐的纵剖图；
图2是本发明的碳化硅反应罐的横剖图。
[0013]图中:1、碳化娃反应te，2、含银铁精矿，3、兰炭。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
选择高磷铌铁精矿成分为:Fe20358.27mass%、FeOl.35mass%、Si0219.93mass%、Nb2O5L 26mass%、MgOl.33mass%、Ti023.69 mass%、CaOl.92 mass%、CaF2L 64mass%、P2052.37mass% ;使用的还原剂为兰炭，灰分12.5%，挥发份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精矿与兰炭重量比50:50，装料示意图如图1、2所示。将装好的罐放入电阻炉进行选择性还原，还原温度900°C，还原时间60小时。随炉冷却至200°C，将还原产物取出、清理。然后把还原后的团块添加白灰调整碱度至0.5加入到内衬石墨坩埚的中频炉内进行熔分，熔分温度1450°C，熔分时间lOmin。浇注冷却得到含磷生铁和低铁低磷铌渣。对含磷生铁和低磷低铁铌渣进行分析并计算得到脱磷率92.3%，脱铁率94.4%，铌收率99%。
[0015]实施例2
选择高憐银铁精矿成分为:Fe20348.97mass%、FeOl.6mass%、Si0221.87mass%、Nb2054.4mass%、MgOl.05mass%、Ti026.71 mass%、CaOl.34 mass%、CaF2L 50 mass%、P2O50.16mass% ;使用的还原剂为兰炭，灰分12.5%，挥发份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精矿与兰炭重量比60:40，装料示意图如图1、2所示。将装好的罐放入电阻炉进行选择性还原，还原温度935°C，还原时间60小时。随炉冷却至200°C，将还原产物取出、清理。然后把还原后的团块添加白灰调整碱度至0.4加入到内衬石墨坩埚的中频炉内进行熔分，熔分温度1400°C，熔分时间lOmin。浇注冷却得到含磷生铁和低铁低磷铌渣。对含磷生铁和低磷低铁铌渣进行分析并计算得到脱磷率93.6%，脱铁率96.7%，铌收率98.8%。
[0016]实施例3
选择高憐银铁精矿成分为:Fe20348.97mass%、FeOl.6mass%、Si0221.87mass%、Nb2054.4mass%、MgOl.05mass%、Ti026.71 mass%、CaOl.34 mass%、CaF2L 50 mass%、P2O50.16mass% ;使用的还原剂为兰炭，灰分12.5%，挥发份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精矿与兰炭重量比64:36，装料示意图如图1、2所示。将装好的罐放入电阻炉进行选择性还原，还原温度935°C， 还原时间60小时。随炉冷却至200°C，将还原产物取出、清理。然后把还原后的团块添加白灰调整碱度至0.5加入到内衬石墨坩埚的中频炉内进行熔分，熔分温度1400°C，熔分时间lOmin。浇注冷却得到含磷生铁和低铁低磷铌渣。对含磷生铁和低磷低铁铌渣进行分析并计算得到脱磷率90.2%，脱铁率95.4%，铌收率98.5%。
[0017]实施例4选择高磷铌铁精矿成分为:Fe20358.27mass%、FeOl.35mass%、Si0219.93mass%、Nb2O5L 26mass%、MgOl.33mass%、Ti023.69 mass%、CaOl.92 mass%、CaF21.64mass%、P2052.37mass% ;使用的还原剂为兰炭，灰分12.5%，挥发份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精矿与兰炭重量比55:45，装料示意图如图1、2所示。将装好的罐放入电阻炉进行选择性还原，还原温度920°C，还原时间50小时。随炉冷却至200°C，将还原产物取出、清理。然后把还原后的团块添加白灰调整碱度至0.6加入到内衬石墨坩埚的中频炉内进行熔分，熔分温度1450°C，熔分时间lOmin。浇注冷却得到含磷生铁和低铁低磷铌渣。对含磷生铁和低磷低铁铌渣进行分析并计算得到脱磷率93.0%，脱铁率94.8%，铌收率98.9%。
【权利要求】
1.一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，其特征是:采用选择性还原和熔分两大工序，选择性还原是将含铌铁精矿与兰炭按(50-70): (50-30)的重量比装入碳化硅反应罐中，在高温炉内于850~1050°C条件下还原，保温40~60小时；固态还原成含物理铁的精矿团块，随炉冷却至200~300°C，将还原产物取出后清理得到还原后的块状精矿；熔分是将还原后的块状精矿和白灰混匀后装入电炉，控制碱度0.5±0.1，熔分温度1370~1500°C之间，保温时间2~30min，浇注、冷却，得到含磷生铁和低磷、低铁的铌渣。
2.根据权利要求1所述的高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，其特征是:所述铌铁精矿粒度< 150目、兰炭粒度< 2cm。
3.根据权利要求1所述的高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，其特征是:所述高温炉为电阻炉、或为隧道窑、或为回转窑。
4.根据权利要求1所述的高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，其特征是:所述电炉为中频感应炉、或 为电弧炉。
【文档编号】C22B1/11GK103993162SQ201410215362
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】刘玉宝, 赵二雄, 王小青, 张先恒, 陈国华, 徐广尧, 叶新 申请人:包头稀土研究院, 巴彦淖尔市农垦弘通还原铁有限公司