[发明专利]一种处理难选铁矿石的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收铁资源的设备及其方法，尤其涉及一种处理难选铁矿石的设备及其方法。

背景技术

2011年我国进口铁矿石6.86亿吨，同比增长10.9％，总价值1124.1亿美元，同比增加40.9％，进口平均价格163.8美元/吨，同比上涨27％，进口总量再创历史新高。上述数据说明我国铁矿石需求和国内供给之间有较大的差距，而我国已探明的铁矿石中，复杂难选铁矿石占铁资源储量的20％～25％，达100多亿吨，这些铁矿石目前仍没有得到合理的利用。属于这类矿石的约可分为5种类型：1)微细粒浸染的鞍山式贫红(磁)铁矿石，该类型矿石储量约30亿吨；2)脉石主要为含铁硅酸盐的细粒嵌布的赤铁矿石，含铁矿物之间的物理、化学性质相近，难以分选；3)菱铁矿矿石，储量较大，约30多亿吨；4)褐铁矿石，约10～20亿吨；5)高磷鲕状赤铁矿，鲕状赤铁矿嵌布粒度极细，且常与菱铁矿、褐铁矿、鲕绿泥石、粘土和含磷矿共生、胶结或相互包裹，是目前国内公认的最难选的铁矿石。该矿石储量约30～40亿吨，仅鄂西高磷鲕状矿的储量就有约22亿吨。

这些难选铁矿石采用常规的重选、磁选、浮选、反浮选、强磁-反浮选、强磁-重选、高梯度磁选、磁化焙烧等选矿试验工艺，都难以取得较好的选别指标。

专利号ZL200910094899.7、名称为“利用高磷低铁难选铁矿石生产铁水的方法”的中国专利公开了如下工艺步骤：

A、将开采出来的矿石经常规破碎后，将矿石放入焙烧炉中，在温度为950～1100℃条件下，氧化焙烧1～1.5h，得氧化焙烧矿物；

B、在A步骤所得氧化焙烧矿物中，配加氧化焙烧矿物质量的25～40％的碳，送入直接还原炉中，在温度为1050～1100℃条件下，直接还原1.5～2h，得直接还原铁；

C、将B步骤所得直接还原铁经常规破碎后，用常规磁选设备和方法磁选分离，得海绵铁及杂质；

D、将C步骤磁选所得海绵铁送入熔化炉中，于1400℃～1550℃温度条件下熔化至分离出铁水和炉渣；

E、在D步骤所得铁水中，按铁水∶脱磷剂＝100∶15～25的质量比，加入下列由质量百分比的组份组成的脱磷剂：

CaO 30～50％、SiO₂5～10％、FeO 10～20％、Fe₂O₃20～40％、Al₂O₃5～12％、CaF₂3～10％；

F、在温度为1350℃～1450℃条件下脱磷，得低磷铁水。

所述A步骤的焙烧炉为现有技术中的常规氧化焙烧炉。

所述B步骤的直接还原炉为现有技术中的常规还原炉，或者为常规直接还原隧道窑。

所述D步骤的熔化炉为现有技术中的常规电炉。

所述E步骤的脱磷剂中各组份的选择及质量百分含量要根据是否留渣及留渣的多少、熔化分离后的渣和铁水的成分具体确定，以满足铁水质量要求。

所述E步骤的脱磷剂的具体加入量视视铁水成分及最终铁水磷含量的要求确定，以满足铁水质量要求。

该工艺的缺点是：

(1)工艺流程很长，需要先对矿石进行氧化焙烧，再进行直接还原，然后经破碎和磁选后还需要进行熔分才能得到最终产品。

(2)把矿石先进氧化焙烧炉进行氧化焙烧后，再进行直接还原，增加了能耗与污染。

(3)脱磷步骤是在1350℃～1450℃的熔融还原过程进行的，且脱磷剂成分复杂，加入的成分组成包括了CaO、SiO₂、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaF₂等组分；而本发明的脱磷和脱硫过程只需在转底炉直接还原过程一步完成，且所需添加剂的成分简单，价格低廉。

专利号ZL200910079152.4、名称为“一种用高磷鲕状赤铁矿直接生产海绵铁的工艺方法”的中国专利公开了如图1所示的工艺流程。

该方法的实施步骤和条件为：首先将高磷鲕状赤铁矿破碎到2mm以下，将矿石、作为还原剂的煤、脱磷剂碳酸钠混合均匀，在高温炉900～1000℃条件下焙烧30～40min；冷却后在磨机中进行磨矿，磨矿产品经磁选得到金属铁粉。该工艺所得产品为炼钢原料，含铁90％以上。

该方法的缺点如下：

(1)所采用的直接还原设备为小型实验室规模的马弗炉，结果不具有代表性，也不具备工业扩大化生产的实用性。