一种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原铁粉的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原 铁粉的方法。
【背景技术】
[0002] 我国是世界第一大钢产量国，2014年钢产量突破11. 26亿吨（其中粗钢为8. 2亿 吨），年需要废钢2900 (含DRI)多万吨，而我国还原铁（DRI)年产量仅不到60万吨。
[0003] 我国是一个低贫难选铁矿资源丰富的国家，低贫呆矿占铁矿资源97%以上，目前 无法综合利用，因此，我国富矿进口依赖程度为55%。另外，我国每年还有上亿吨的硫酸渣、 铜渔、除尘灰、氧化错赤泥等含铁废料广生。
[0004] 如今，我国焦煤资源日益贫乏，因此，国家出台了相关政策，鼓励发展直接还原铁 和非焦炼铁工艺技术开发与应用及难选铁矿、尾渣等含铁废料的综合利用，提高还原铁的 产量及开发我国大量的低贫呆矿使其资源化迫在眉睫。
[0005] 我国目前年生产的50~60万吨还原铁（DRI)，主要是由200余条隧道窑法生产 的。在我国，煤基隧道窑罐式法生产还原铁技术走过30多年的历史，其工艺技术比较稳定、 成熟，小项目分布相对比较普遍。但因传统的煤基隧道窑罐式法，必须采用昂贵的耐火罐； 同时具有能耗高；还原时间长；劳动力消耗高；产品质量低下等原因，造成生产成本高、销 路不畅等实际问题。目前造成煤基隧道窑法还原铁生产停顿状态。
【发明内容】
[0006] 本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种从难选矿、复合矿和含铁废料还 原分离获得高品位金属铁粉的方法。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种从难选矿、复合矿和含铁废料分 离还原铁粉的方法，步骤如下：
[0008] (1)将难选矿、复合矿或含铁废料打磨成0~80目的矿粉，添加还原剂、助剂和 粘结剂，所述矿粉、还原剂、助剂和粘结剂的重量比为（64. 0~78. 0) : (20~22) : (0. 5~ 13) : (0. 5~1. 5)，再添加粒度1~6mm、矿粉质量0~6%的石英砂或废耐火砖颗粒及长度 5~20mm、矿粉重量3~8 %的废钢肩，均匀混合；
[0009] ⑵向步骤⑴的混合矿粉中喷洒矿粉质量3. 5%~5. 0%的水，将矿粉搅拌后，再 压制成砖块，并在矿粉砖块表面喷涂一层I. 〇~2. Omm厚的耐火涂料层，在105~180°C的 烘干窑内烘干3~5h，使砖块内水份< 0. 5% ;
[0010] (3)在窑车上平铺有8~IOmm的煤粉或石灰粉或耐火涂料，将步骤⑵的砖块按 10~20mm的间隔距离均匀摆放在窑车面上，进入窑炉，在980°C~1030°C温度下进行还原 反应，还原时间为1. 5~5. Oh ;
[0011] (4)将还原反应后的砖块出窑炉后，自然冷却到200°C以下，将砖块打磨至160~ 200目，进行湿式磁选，磁场强度为1800~3200Gs，得到TFe多90%、n Fe多93%、回收率 彡93%的高品位金属铁粉产品，尾矿中TFe < 5. Ο%。
[0012] 其中，所述的难选矿为赤铁矿、褐铁矿、鮞状赤铁矿、羚羊石铁矿或菱铁矿；所述的 复合矿为钒钛磁铁矿、红土镍矿、硼铁矿或锰铁矿；所述的含铁废料为除尘污泥、硫酸渣、铅 锌渣、铜渣、含六价络络渣或氧化铝赤泥。
[0013] 所述的还原剂为煤碳粉，其成分按重量分数计为：其成分按重量分数计为：固定 碳彡65%、挥发份< 15%、灰份< 20%、水份< 3%、含硫量< 0. 5% ;其灰熔点彡1150°C， 加工后粒度为〇~5mm。
[0014] 所述的助剂按质量百分比由氧化钙粉35. 0%、低熔点玻璃粉10. 0%和氟化钙粉 55. O %混合组成。
[0015] 所述的粘结剂为有机粘结剂或无机粘结剂，其中所述的有机粘结剂为腐植酸钠、 糊精、糖衆、纸衆废液、糖稀或水溶性聚乙稀醇，所述的无机粘结剂为膨润土、高岭土、粘土、 石灰粉或水玻璃。
[0016] 所述的耐火涂料由粘土粉和高铝生料粉按重量比1 :1混合。
[0017] 所述的废耐火砖颗粒为加工成3~IOmm颗粒状的粘土砖、高错砖或镁碳砖。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 1、本发明通过加入石英砂或废耐火砖颗粒或废钢肩作为骨料，起到支撑和加强筋 的作用，防止高温还原时砖块爆裂，且不影响磁选时金属铁粉的品位和还原率；另外，废钢 肩在磁选前能够筛分分离出来，能够循环使用。
[0020] 2、由于各种难选铁矿、复合矿及含铁废料的铁质，普遍具有胶状构造、层状或条带 状构造、格状构造、鮞状构造、微细粒状构造等，且微细粒与石英等脉石紧密连生，细度一般 为5 μπι~20 μπι，最细小的仅有2 μπι，很难靠磁浮选等方法分选开来；本发明通过添加助 剂，被还原的物料在一定的高温还原气氛条件下，物料呈半熔融状态，CO把氧化铁还原成金 属铁的同时，打破铁分子和脉石物相晶格结构，使脉石形成铁橄榄石（2Fe0 〃 SiO2)和镁铁 错尖晶石（MgO 〃 FeO 〃 Al2O3)的分子结构，金属铁和脉石分别团聚，使金属铁和脉石形成 的橄榄石颗粒分别聚集到60 μ m~120 μ m大的细度，甚至更大的粒度，再通过细磨和湿式 磁选后，实现渣（脉石）与铁分离的有效分离，获得高品位、高回收率的金属铁产品。
[0021] 3、本发明在矿粉砖块表面喷涂耐火涂料，能起到防氧化的作用，高温烧结固化后 还能起到"温室"效应的作用，这也是本发明的难选矿能实现低温渣铁分离的原因之一。
[0022] 4、本发明的分离方法适合采用隧道窑、推板窑、辊道窑、车底窑、转底炉、无罐隧道 窑等流化床的各式窑炉；还原窑炉燃烧方式灵活，可以采用煤气、天然气或液化气进行燃烧 加温，也可以直接采用喷煤进行明火燃烧加温。
[0023] 5、本发明将难选矿、复合矿或含铁废料在还原的同时，物相结构也转化成易选的 物相结构，通过湿式磁选，分离获得高回收率的金属铁粉产品，获得可观的经济效益，也减 少了大量的废气排放，实现"非焦"炼铁，同时，也促进了短流程炼钢的发展。本发明方法的 单条生产线产能较大，生产线可以呈"回"字状，单条生产线年可处理80万吨废铁矿。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0026] 实施例1
[0027] -种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原铁粉的方法，步骤如下：
[0028] (1)选用200目占90%的、品位TFe: 56. 46%的内蒙硫酸渣矿粉，添加还原剂、助 剂和膨润土，所述矿粉、还原剂、助剂和膨润土的重量比为65:22:12:1. 0,再添加粒度3~ 6_、矿粉质量5%的石英砂及长度3~10_、矿粉重量5%的废钢肩，均匀混合；
[0029] (2)向步骤⑴的混合矿粉中喷洒矿粉质量5. 0 %的水，将矿粉制成 230 X 115 X 65mm的砖