[发明专利]采用难选矿、复合矿或含铁化工尾渣还原分离砾铁的方法

说明书

技术领域

本发明采用难选矿、复合矿或含铁化工尾渣还原、分离砾铁的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

中国现在是一个低品位铁矿资源丰富的国家，低贫呆铁矿资源占总铁矿资源的93%，目前尚没有很好的技术对其开发和应用，尤其是难选铁矿，比如：鲕状结构的赤铁矿、羚羊结构的赤铁矿；复合型铁矿，比如：红土镍铁矿、硼铁矿、钛铁矿；以及含铁的化工尾渣，硫酸烧渣、铜渣、铅锌渣、除尘污泥等，至今没有很好的技术对其进行开发和应用，造成许多资源闲置或浪费。

直接还原铁是替代优质废钢用于炼钢和铸造的产品，高密度的砾铁更是优质的废钢替代品。在中国以往的生产代替废钢的直接还原铁方式主要是以TFe≥66%铁精矿粉或铁鳞为主要材料，采用回转窑、竖炉或隧道窑法生产的直接还原铁。其密度一般在1.8t/m³-2.5t/m³,其密度满足不了炼钢的需要，炼钢需要的还原铁密度一般在≥3.5t/m³。因此只能对其进行切破、粗破和细破后再冷压成密度在3.5t/m³-4.5 t/m³冷压铁块，这样就必然增加了设备投资和生产环节，同时也增加了100元/吨的冷压铁成本。而砾铁质量更好，金属铁含量在94.5%-97.5%，纯度很高，其自然密度≥6.3t/m³，甚至超过7.6t/m³，粒度在2-15mm，可以不冷压成铁块就可以直接投炉使用，非常方便，铁水收得率很高。

目前尚无铁矿石或铁矿粉直接还原生产砾铁相关技术问世。只是北科大孔令坛教授在1998年，在实验室偶然的机会做成过几个砾铁豆,而且只能采用燕山某一个选矿厂的铁矿粉,应用另外的选矿厂铁粉就无法再实现砾铁了。

现在,中国还原铁行业最多只能生产金属化球团，密度也只有在1.8～2.2t/m³,而且品位一般在90%以下，金属化率在94%以下。国内尚无用高品位矿粉或低品位矿石,更没有用难选矿、复合矿或含铁化工尾渣生产砾铁。

砾铁产品和砾铁技术的出现，不但使被闲置、废弃的难选矿、复合矿以及含铁化工尾渣资源化，实现了“非焦”炼铁，也促进了短流程炼钢的发展。

砾铁产品是将铁矿石和还原煤碳按工艺配料后，经过还原炉窑还原后，再进行打磨、分选出砾铁，进炼钢和铸造提高了优质的炉料。

发明内容

针对上述直接还原铁传统生产工艺和装备的缺点，本发明提出一种采用难选矿、复合矿或含铁化工尾渣还原分离砾铁的方法。

本发明采用难选矿、复合矿或含铁化工尾渣还原分离砾铁的方法，按照以下步骤进行：

（1）将矿石粉、助剂、催化剂、载体和粘结剂按质量比铁矿粉：助剂：催化剂：载体：粘结剂 =（75～83）：（8～10）：（0.03～0.05）：（8～12）：（0.3-0.4）喷水均匀搅拌，使总水份控制在5%～6%。再压制成直径18mm～22 mm的球团；

（2）烘干的球团与还原剂按质量比70:30混合装入还原车的料池内；

（3）进入窑炉，在1280℃～1320℃温度下进行还原反应，还原时间为3～6h；

（4）还原生产出的金属铁与渣的混合物料，冷却到200℃后出料，被还原出的金属渣、铁与还原剂尾粉的混合物；

（5）经振动磨打磨后筛分出砾铁和渣块，再进行磁选，磁场强度为2800～3200Gs，后获得3mm～15mm的金属铁颗粒，即为砾铁，其自然密度≥6.3t/m3；

（6）把砾铁加入抛丸机进行抛光后，筛分或磁选，达到高品质的砾铁产品；

上述还原剂为粒度0～5mm的无烟煤与石灰粉按质量比85:15均匀混合。

上述催化剂为硼砂。

上述助剂按质量百分比为：氧化钙25.0%，氧化钾20.0%，氧化钠20.0%，氟化钙 35.0%。

上述载体为碳粉普通碳粉，其中各成分质量百分比为固定碳65-68%，挥发份12-22%，灰份10-25%。

本发明采用难选矿、复合矿或含铁化工尾渣还原分离砾铁的方法工艺流程如图1所示，所采用的窑炉为直接还原铁的窑炉设备，该直接还原铁的窑炉设备的结构示意图如图2所示，其中1窑顶，2助燃风管道，3燃气管道，4上烧嘴，5隔板，6料池，7下烧嘴，8曲封，9窑车，10上燃烧室，11还原室，12下燃烧室。