一种利用贫铁矿资源同时生产铁合金和微晶玻璃的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用贫铁矿同时生产铁合金和微晶玻璃的生产方法。 技术背景
[0002] 矿产资源是一种重要的非再生性自然资源，是广泛应用于国民经济和国家安全各 个领域的重要基础原材料。随着社会经济发展，对资源的需求不断增长和资源储量不断减 少的矛盾越来越突出，对现有资源的高效利用的要求也越来越迫切。我国是世界上矿产资 源大国，也是矿业生产和矿产资源消费大国之一，但人均矿产拥有量很低，国内矿产中贫 矿、难选矿、共伴生矿多。据统计，我国已探明的矿床中，伴生有用床占80%，有些大型综合性 矿床伴生有益伴生元素的经济价值远远超过了主元素的价值。但对这些伴生矿产资源的开 发还处于初级阶段，高附加值产品比例较低，资源浪费严重。
[0003] 现有的处理贫铁矿的方法有：选矿富集，高炉法和非高炉法冶炼。其中非高炉法又 包括回转窑、竖炉、转底炉直接还原法和熔融还原法等。这些方法基本上都是以提取金属为 主要目的，产生大量的炉渣，需要进行二次资源利用。由于贫矿中脉石成分含量高造成的大 渣量，使得金属提取成本高，成为了制约贫矿利用技术的瓶颈。
[0004] 贫矿中的脉石相占到了矿物总质量的60-70%以上，且以复杂氧化物的形式存在， 是制备氧化物玻璃的天然原料。火法提取金属必须在一定的温度下反应才能进行，随着温 度的升高反应的效率逐渐升高。在高温还原的过程中脉石已经被加热，继续升高温度，实现 了合金和熔渣的分离和玻璃熔融的过程，节省能源。
[0005] 现有的利用炼铁炉渣生产微晶玻璃的方法，一般是正常炼铁工艺所产生的炉渣经 过冷却后，根据炉渣化学成分，加入形核剂，再熔融制备微晶玻璃。这些工艺都是在炼铁炉 渣基础上进行成分调控，炉渣成分一般为碱性。
[0006] 本发明直接根据贫铁矿的脉石成分调节微晶玻璃成分，所选还原剂基本不带入矿 物成分，通过加热还原，熔融分离，直接生产微晶玻璃，高效利用贫铁矿中接近70%的脉石 成分，同时提取出铁合金可以作为生产特殊钢的原料，不产生固体废弃物，实现了贫铁矿的 完全利用。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种利用贫矿资源同时生产铁合金和微晶玻璃的方法，可以 实现贫矿资源的完全利用，不产生固体废弃物。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0009] 本发明一种利用贫铁矿资源同时生产铁合金和微晶玻璃的方法，其特征在于具有 以下的工艺过程和步骤： a) 选择合适的贫铁矿；主要成分为wt. %:TFe8-12%，Ni0. 8-1. 5%，Si02 3 5-50%，MgO 18-35%，结晶水 8-12% ; b) 将贫铁矿粉造块；铁矿粉加入5-20%的熔剂，15-25%的碳粉，1-5%有机粘结剂压块； C)将步骤b中得到的团块加入熔炼炉，在900-1250°C条件下还原2-6小时，然后将熔 炉升温至1450-1600°C保温2-6小时； d) 分离铁合金和熔渣； e) 将步骤d分离出的熔融渣急冷到500-800°C成型，在800-1200°C下保温退火，退火时 间6-48小时，得到微晶玻璃。
[0010] 所述的熔剂为CaO;根据贫铁矿中脉石成分，选择添加剂调节渣主要成分符合： Si02 45-60%，MgO20-35%，CaO5-20%。
[0011] 所述的有机粘结剂为聚乙烯醇，所述的碳粉和有机粘结剂中矿物质含量小于5%。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明方法的示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
【主权项】
1. 一种利用贫铁矿资源同时生产铁合金和微晶玻璃的方法，其特征在于具有以下的工 艺过程和步骤： a) 选择合适的贫铁矿；主要成分为 wt. % :TFe 8-12%，Ni 0. 8-1. 5%，SiO2 35-50%，MgO 18-35%，结晶水 8-12% ; b) 将贫铁矿粉造块；铁矿粉加入5-20%的熔剂，15-25%的碳粉，1-5%有机粘结剂压块； c) 将步骤b中得到的团块加入熔炼炉，在900-1250°C条件下还原2-6小时，然后将熔 炉升温至1450-1600°C保温2-6小时； d) 分离铁合金和熔渣； e) 将步骤d分离出的熔融渣急冷到500-800°C成型，在800-1200°C下保温退火，退火时 间6-48小时，得到微晶玻璃。
2. 根据权利要求1所述的一种利用贫铁矿资源同时生产铁合金和微晶玻璃的方法，其 特征在于：所述的熔剂为CaO ;根据贫铁矿中脉石成分，选择添加剂调节渣主要成分符合： SiO2 ，45-60%，MgO 20-35%，CaO 5-20%。
3. 根据权利要求1所述的一种利用贫铁矿资源同时生产铁合金和微晶玻璃的方法， 其特征在于：所述的有机粘结剂为聚乙烯醇；所述的碳粉和有机粘结剂中矿物质含量小于 5% 〇
【专利摘要】本发明公开了一种利用贫矿资源直接生产铁合金和微晶玻璃的方法。具体步骤如下：步骤一，根据脉石成分选择合适的熔剂，调节熔渣成分至生产微晶玻璃要求的范围。步骤二，将熔剂、碳粉、粘结剂和矿粉按一定比例混合，压制成块。步骤三，将步骤二中的压块装入熔炼炉，加热到还原温度，保温一定时间。步骤四，将还原后的产物在熔炉中继续加热到熔化，升高分离出铁合金。步骤五，将熔渣急冷成型，并在晶化温度进行晶化处理，得到微晶玻璃。该方法最大限度利用了贫矿资源，减少能耗，实现了贫矿资源的完全利用，不产生固体废弃物，工艺简单，成本低。
【IPC分类】C22B1-244, C21B11-00
【公开号】CN104651606
【申请号】CN201510034158
【发明人】郭艳玲, 张捷宇
【申请人】上海大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月23日