本发明涉及炼铁技术领域，具体涉及高磷矿还原球团脱磷的方法。
背景技术：
随着全球钢铁工业急剧扩张，传统优质铁矿石资源逐渐枯竭，低品位铁矿石的开发利用成为亟需解决的难题。数百亿吨的高磷铁矿因选矿过程中极难去除磷，且高炉冶炼工艺又无法脱磷，一直没得到有效利用。磷进入金属中，会发生“冷淬”，严重影响生铁和钢的质量，因此入炉原料要求磷含量低于0.2wt％。
高磷矿脱磷冶炼采用气基还原-磁选-熔分工艺。气基竖炉直接还原炼铁时，由于还原温度较低，高磷矿中的磷酸钙不能被还原进入铁相。气基直接还原铁可经磁选、熔分将磷富集于渣相，解决高磷矿脱磷问题。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种采用气基还原-磨矿磁选-熔分脱磷的方法，来解决高磷矿选矿过程难除磷，并且高炉冶炼无法脱磷的问题。该方法中，磷主要富集在尾渣中，所得到的金属铁中的磷含量较低，实现了高磷矿的有效脱磷。
本发明提供了一种高磷矿还原球团脱磷的方法，包括步骤：
高磷矿经研磨、造球、气基还原处理后，得到金属化球团，且所述造球过程未加入碳。
所述金属化球团经磨矿、磁选后，得到回收铁粉和矿渣。
向所述回收铁粉中加入助熔剂和脱磷剂，得到混合物料，其中，所述脱磷剂的质量占所述混合物料总质量的5～10％。
所述混合物料经熔分反应后，得到金属铁和尾渣。
进一步的，所述高磷矿中，磷的质量占所述高磷矿总质量的0.6～1.4％，铁的质量占所述高磷矿总质量的40～50％。
上述高磷矿还原球团脱磷的方法中，所述金属化球团的金属化率≥90wt％。
进一步的，所述金属化球团经磨矿后得到的金属颗粒中，粒径≤74μm的金属颗粒的质量占所述金属颗粒总质量的86～93％。
优选的，所述磁选过程中，设定磁场强度为1800Oe。
上述高磷矿还原球团脱磷的方法中，所述回收铁粉中铁的质量含量≥80％。
优选的，所述助熔剂的质量占所述混合物料总质量的3％～5％。
优选的，所述熔分反应的温度为1450～1550℃。
优选的，所述熔分反应的时间为40～60min。
上述高磷矿还原球团脱磷的方法中，所述金属铁中磷的质量占所述金属铁质量的0.08～0.1％。
本发明的气基还原过程中，球团内没有配碳，并且还原气中CO的含量较低，回收铁粉中的含碳量极少，高磷矿中的磷较难进入铁粉中，回收铁粉中铁的质量含量较高。并且，熔分过程所使用的助熔剂和脱磷剂的质量较小。该发明的方法得到的金属铁中磷含量较低，高磷矿中的磷主要富集在尾渣中。即，本发明可实现高磷矿的有效脱磷。
附图说明
图1为本发明中高磷矿还原球团脱磷的方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
由图1所示，为本发明提供的高磷矿还原球团脱磷的方法流程示意图。包括如下步骤：
(1)气基还原
本发明选取的高磷矿原料中，其中磷的质量占高磷矿总质量的0.6～1.4％，铁的质量占高磷矿总质量的40～50％。将该高磷矿原料研磨并造球后，得到符合气基还原竖炉进料要求的球团。本发明中，造球过程没有向其中加入碳，得到的金属铁中含碳量极少，可提高其中铁的质量含量。
并将球团送入气基还原竖炉中，进行气基还原处理，可得到金属化率≥90wt％的金属化球团(wt％为质量百分比)。并且，气基还原反应的温度为900～1000℃。还原气中H2和CO的体积占还原气总体积的占比为90％～95％。其中，H2：CO＝2～2.5：1，还原时间为4～4.5h。
上述过程中，气基还原的温度较低。并且，磷在该过程中不能被还原，得到的金属化球团中，磷仍以磷酸钙的形式存在。
(2)磨矿和磁选
将上述步骤得到的金属化球团置于球磨机上进行细磨得到金属颗粒。其中粒径≤74μm的金属颗粒的质量占金属颗粒总质量的86～93％。
将金属颗粒置于磁选机上选铁，设置磁选机的磁场强度为1800Oe。经磁选后，可有效脱除杂质，得到回收铁粉和矿渣。其中，回收铁粉中铁的质量含量≥80％。经过该步骤，金属铁的回收率≥92％。
(3)回收铁粉的熔分
向回收铁粉中加入助熔剂和脱磷剂，得到混合物料。本发明中，助熔剂选用CaO，加入的质量占混合物料总质量的3％～5％。本发明中，脱磷剂选用CaCl2，加入的质量占混合物料总质量的5～10％。将所得混合物料放入熔分炉中进行熔分反应，控制熔分反应的温度为1450～1550℃，时间为40～60min。
回收铁粉经熔分过程后，可实现渣铁分离，得到金属铁和尾渣。其中，高磷矿中的磷大部分富集在尾渣中，金属铁中的磷含量仅为0.08～0.1wt％，即实现了高磷矿中磷的有效脱除。
实施例1
本实施例选用鲕状高磷赤铁矿，铁的质量含量为47.82％，磷含量为0.93wt％。将鲕状高磷赤铁矿制成球团，在温度为900℃的还原气气氛下进行还原。其中，H2和CO的体积占还原气总体积的占比为90％，H2：CO＝2：1，还原时间为4h，得到金属化率为90.94％的金属化球团。
金属化球团在球磨机上细磨，所得粒径≤74μm的金属颗粒的质量占金属颗粒总质量的93％。将金属颗粒至于磁场强度为1800Oe的磁选机上，得到的回收铁粉中铁的质量含量为81％，金属铁的回收率为92％。
向回收铁粉中加入3.5wt％的CaO和8wt％的CaCl2作为助熔剂和脱磷剂，混合均匀后加入熔分炉中，在1500℃的温度下恒温60min。熔分反应实现渣铁分离。其中，磷大部分富集在尾渣中，金属铁中的磷含量为0.085wt％。
实施例2
本实施例选用鲕状高磷赤铁矿，铁的质量含量为46.12％，磷含量为0.98wt％。将鲕状高磷赤铁矿制成球团，在温度为1000℃的还原气气氛下进行还原。其中，H2和CO的体积占还原气总体积的占比为95％，H2：CO＝2.5：1，还原时间为4.5h，得到金属化率为90.1％的金属化球团。
金属化球团在球磨机上细磨，所得粒径≤74μm的金属颗粒的质量占金属颗粒总质量的90％。将金属颗粒至于磁场强度为1800Oe的磁选机上，得到的回收铁粉中铁的质量含量为82％，金属铁的回收率为91％。
向回收铁粉中加入5wt％的CaO和10wt％的CaCl2作为助熔剂和脱磷剂，混合均匀后加入熔分炉中，在1480℃的温度下恒温40min。熔分反应实现渣铁分离。其中，磷大部分富集在尾渣中，金属铁中的磷含量为0.09％。
实施例3
本实施例选用鲕状高磷赤铁矿，铁的质量含量为43.85％，磷含量为0.67wt％。将鲕状高磷赤铁矿制成球团，在温度为900℃的还原气气氛下进行还原。其中，H2和CO的体积占还原气总体积的占比为90％，H2：CO＝2：1，还原时间为4h，得到金属化率为90.20％的金属化球团。
金属化球团在球磨机上细磨，所得粒径≤74μm的金属颗粒的质量占金属颗粒总质量的86％。将金属颗粒至于磁场强度为1800Oe的磁选机上，得到的回收铁粉中铁的质量含量为81％，金属铁的回收率为91％。
向回收铁粉中加入3wt％的CaO和5wt％的CaCl2作为助熔剂和脱磷剂，混合均匀后加入熔分炉中，在1550℃的温度下恒温50min。熔分反应实现渣铁分离。其中，磷大部分富集在尾渣中，金属铁中的磷含量为0.081％。
由上述实施例可得，本发明可实现高磷矿中磷的有效脱除。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。