本发明属于资源综合利用技术领域，具体涉及一种褐铁矿脱砷方法。
背景技术：
含砷钢在正常轧制的工艺条件下，即氧化气氛中长时间的高温加热,会出现表面富集层，造成热加工表面龟裂。它在钢中偏析严重，促进钢材带状组织的发展，降低钢的冲击韧性，易使钢在热加工过程中开裂。因此，炼钢过程中对砷含量的要求异常严格。
对于含砷褐铁矿，由于磨矿过程易泥化，采用常规的选矿方法很难在提高铁品位的同时，将砷含量降至满足工业要求的水平。目前常用的脱砷方法是对铁水进行处理，通过加入氧化钙、氟化钙等碱金属盐类来降低铁水中的砷含量。但是，碱金属盐由于在铁水脱砷过程用量大，加之其本身价钱较高等因素，使得铁水预处理脱砷成本较高，适合作为深度脱砷手段，当铁水砷含量较高时，该方法就不是一种经济的脱砷手段，单纯依靠铁水处理脱砷无法实现含砷铁矿的有效利用。
武汉科技大学丁宝成等针对褐铁矿提铁脱砷试验研究中采用磁化焙烧-磁选-造球-氧化焙烧工艺，实现铁矿石品位提高的同时将砷含量降低至0.022%，但其并没有对脱砷最关键的氧化焙烧进行深入研究。
磁化焙烧后的产物仍含有少量的fe3o4，球团内氧分不足，或是生球结构不均匀使得球内部fe3o4未完全氧化而发生结晶，渣相熔融收缩阻滞砷的氧化，进而砷的脱除不彻底。
技术实现要素：
本发明的目的是针对含砷褐铁矿砷脱除率低的问题，提供一种工艺流程简单、环境污染小的一种褐铁矿脱砷方法。
为实现发明目的，本发明的技术解决方案是：一种褐铁矿脱砷方法，包括如下步骤：
（1）褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:（4~7）混合均匀；
（2）将混好的矿样装入铁罐子，放入高温炉中，反应温度为800~900℃，保温35~45分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿与膨润土按质量比100:（1~8）造球，然后放入炉子中在1250~1350℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为20~30分钟；膨润土中加入其质量1~5%的氧化剂高锰酸钾。
具体地，所述褐铁矿铁品位为41.74wt%~48.86wt%，砷品位为0.11wt%~0.22wt%，褐铁矿的粒径小于3mm。
具体地，所述还原煤粉为普通无烟煤粉，其主要化学成分为：c固78.38%、ad12.50、vd8.31%。
具体地，所述高温炉为电阻炉、转底炉、回转窑或工业微波炉，氧化焙烧用的炉子为管式炉、竖炉、回转窑或转底炉。
具体地，所述焙烧产物弱磁选磨矿细度为-0.074mm占97.51wt%，磁场强度为190~250ka/m。
具体地，所述氧化焙烧预热温度850~950℃，预热时间10~30分钟。
本方法在氧化焙烧步骤中添加膨润土，在膨润土中添加氧化剂高锰酸钾。膨润土的典型层状结构使得它与水具有特殊的亲和性，当遇水后，不仅表面吸水，其层间也吸附一定量的水分，成为层间结合水，从而相应减少了造球过程的有效水分，使生球成长率降低，球的结构致密均匀，球层的透气性变好，在焙烧过程中氧穿透球的表层向内扩散，使内部进行氧化，含砷矿物直接在高温作用下分解并氧化为砷氧化物。砷氧化物有三氧化二砷和五氧化二砷两种，其中五氧化二砷由于在空气环境下不太稳定，会转变为三氧化二砷并直接升华为烟气(三氧化二砷升华温度为270℃以上)，并从管式炉中直接挥发。膨润土中配加高锰酸钾，高温焙烧时产生氧气，能够加速砷的氧化脱除。
本发明技术方案的有益效果是：
（1）本技术方案与传统的铁矿脱砷工艺相比，可以利用铁矿的造球-焙烧过程，具有工艺简单，不需要另外增加设备的优点，通过烟气管道可以对脱除出来的砷加以回收，确保满足环保要求；
（2）本技术方案得到的氧化球团铁品位为59.53wt%～64.23wt%，铁回收率为92.87～96.67wt%，其中砷含量为0.009wt%～0.016wt%，故脱砷效果明显，脱砷率可达88wt%以上。
（3）本技术方案所用原料为常用的无烟煤和膨润土，来源广，价格低。
（4）本技术方案可以在脱砷的同时提高铁的品位。
因此，本技术方案具有工艺流程简单，生产成本低，对环境污染小，脱砷效果明显的特点。
附图说明
一种褐铁矿脱砷方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面详细描写本发明的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本具体实施方式中：碳质还原剂为普通碳粉，其主要化学成分是：c固78.38%、ad12.50、vd8.31%；焙烧产物弱磁选磨矿细度为-0.074mm占97.51wt%，磁场强度为218.95ka/m；氧化焙烧用的高温炉为管式炉。实施例中不再赘述。
实施例1
一种含砷褐铁矿脱砷方法。该褐铁矿的铁品位为43.57wt%，砷品位为0.14wt%，粒径小于3mm，其方法是：
（1）将褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:5混合均匀，
（2）将混好的矿样装入铁罐子中，放入马弗炉中，反应温度为850℃，保温40分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿造球，精矿与膨润土质量比为100:1，膨润土中加入其质量2%的氧化剂高锰酸钾，将小球放入炉中在1250℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为25分钟。
本实施例得到的氧化球团铁粉品位59.53wt%，铁回收率为93.72wt%，其中砷含量为0.015wt%，脱砷率为89.29wt%。
实施例2
一种含砷褐铁矿脱砷方法。该褐铁矿的铁品位为43.57wt%，砷品位为0.14wt%，粒径小于3mm，其方法是：
（1）将褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:5混合均匀，
（2）将混好的矿样装入铁罐子中，放入马弗炉中，炉温升至850℃，保温40分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿造球，精矿与膨润土质量比为100:2，膨润土中加入其质量2%的氧化剂高锰酸钾，将小球放入炉中在1250℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为25分钟。
本实施例得到的氧化球团铁粉品位为60.79wt%，铁回收率为94.13wt%，其中砷含量为0.013wt%，脱砷率为90.71wt%。
实施例3
一种含砷褐铁矿脱砷方法。该褐铁矿的铁品位为43.57wt%，砷品位为0.14wt%，粒径小于3mm，其方法是：
（1）将褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:5混合均匀，
（2）将混好的矿样装入铁罐子中，放入马弗炉中，炉温升至850℃，保温40分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿造球，精矿与膨润土质量比为100:4，膨润土中加入其质量,2%的氧化剂高锰酸钾，将小球放入炉中在1250℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为25分钟。
本实施例得到的氧化球团铁粉品位64.07wt%，铁回收率为96.41wt%，其中砷含量为0.010wt%，脱砷率为92.86wt%。
实施例4
一种含砷褐铁矿脱砷方法。该褐铁矿的铁品位为43.57wt%，砷品位为0.14wt%，粒径小于3mm，其方法是：
（1）将褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:5混合均匀，
（2）将混好的矿样装入铁罐子中，放入马弗炉中，炉温升至850℃，保温40分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿造球，精矿与膨润土质量比为100:8，膨润土中加入其质量,2%的氧化剂高锰酸钾，将小球放入炉中在1250℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为25分钟。
本实施例得到的氧化球团铁粉品位62.24wt%，铁回收率为92.87wt%，其中砷含量为0.016wt%，脱砷率为88.57wt%。
实施例5
一种含砷褐铁矿脱砷方法。该褐铁矿的铁品位为43.57wt%，砷品位为0.14wt%，粒径小于3mm，其方法是：
（1）将褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:5混合均匀，
（2）将混好的矿样装入铁罐子中，放入马弗炉中，炉温升至850℃，保温40分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿造球，精矿与膨润土质量比为100:4，膨润土中加入其质量4%的氧化剂高锰酸钾，,将小球放入炉中在1250℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为25分钟。
本实施例得到的氧化球团铁粉品位64.23wt%，铁回收率为96.67wt%，其中砷含量为0.009wt%，脱砷率为96.91wt%。
实施例6
一种含砷褐铁矿脱砷方法。该褐铁矿的铁品位为43.57wt%，砷品位为0.14wt%，粒径小于3mm，其方法是：
（1）将褐铁矿，还原煤粉按照质量比100:5混合均匀，
（2）将混好的矿样装入铁罐子中，放入马弗炉中，炉温升至850℃，保温40分钟；
（3）保温后取出冷却，磨矿，弱磁选；
（4）将磁选后的精矿造球，不添加膨润土及高锰酸钾，将小球放入炉中在1250℃的条件下氧化焙烧，焙烧时间为25分钟。
本实施例得到的氧化球团铁粉品位63.07wt%，铁回收率为94.87wt%，其中砷含量为0.037wt%，脱砷率为73.57wt%。
本具体实施方式有以下积极效果：
（1）本具体实施方式与传统的铁矿脱砷工艺相比，可以利用铁矿的造球-焙烧过程，具有工艺简单，不需要另外增加设备的优点，通过烟气管道可以对脱除出来的砷加以回收，确保满足环保要求；
（2）本具体实施方式得到的氧化球团铁品位为59.53wt%～64.23wt%，铁回收率为92.87～96.67wt%，其中砷含量为0.009wt%～0.016wt%，故脱砷效果明显，脱砷率可达88wt%以上；
（3）本具体实施方式所用原料为常用的无烟煤和膨润土，来源广，价格低；
（4）本具体实施方式可以在脱砷的同时提高铁的品位。
因此，本具体实施方式具有工艺流程简单，生产成本低，对环境污染小，脱砷效果明显的特点。
上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。