[发明专利]一种高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金技术领域，涉及一种高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法。

背景技术

我国铁矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”，平均铁品位32％左右，比世界平均品位低11个百分点，同时，矿石中含有大量的硅酸盐脉石矿物，且大量的矿物嵌布粒度在微米级别，为铁矿石的磨选工艺带来一定的困难，造成高硅难选铁矿石资源的利用率较低，甚至个别矿种没有得到有效利用。

高硅难选铁矿石中铁含量为28～35%、硅含量为20～48%，矿物嵌布粒度较细。采用常规的磁选工艺存在着铁精矿品位较低的问题，采用常规的磁化焙烧-磁选工艺也很难使硅含量得到较大下降，其它常规选矿工艺处置后同样都存在着选别指标和经济性差的问题。对于高硅难选铁矿石，目前大都通过直接还原工艺进行处理，根据其主要含有Fe₂O₃和Fe₃O₄的特点，以煤基高温焙烧方式通过Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe或Fe₃O₄→FeO→Fe的路径进行还原。

在用碳还原过程中，由于固体颗粒之间的不完全接触，固-固直接还原程度较小，其主要还原形式为碳气化后生成的CO与固体矿石之间发生的间接还原，但从铁氧化物和碳直接接触产生的CO含量有限，而且高硅难选铁矿石中铁氧化物含量较低，固定碳与铁氧化物还原反应生成的CO₂浓度较低，造成碳气化反应速度较低，从而使还原介质中CO浓度达不到55%以上，影响了铁矿石的还原过程。因此，通过传统的直接还原工艺需要较高的焙烧温度和较长的还原焙烧时间，使得常规直接还原方法成本较高、资源利用率低，同时存在产品硅含量较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法，以降低高硅难选铁矿石还原温度，缩短还原时间，降低产品硅含量。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法，包括如下工艺步骤：

步骤1：将高硅难选铁矿石和增氧剂及粒度为3～8mm的炭块按100:20～40:15～30的比例配料后混均；

步骤2：混匀后的物料送入还原设备中，在1050～1200℃下进行焙烧还原，还原时间控制为20～60min；

步骤3：高温还原物料冷却后经磁滑轮干选，得到磁性物料和非磁性物料；磁性金属化物料进行磨矿和磁选，磨矿粒度控制在-200目占80%以上，得到金属化铁粉。

进一步地，步骤1中，所述增氧剂为粒度为8～16mm的石灰石。

进一步地，步骤1中，所述炭块优选为兰炭炭块。

进一步地，将非磁性物料进行粒度分级，得到的生石灰块和炭块，供铁冶炼烧结工序使用。

一种2～8mm的高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法，包括如下工艺步骤：

步骤1中，将粒度为2～8mm的高硅难选铁矿石块矿和粒度为8～16mm石灰石及粒度为3～8mm的炭块按100:20～30:15～25的比例配料后混匀；

步骤2中，混匀后的物料送入还原设备中，在1050～1200℃下进行焙烧还原，还原时间控制为30～50min。

一种8～16mm高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法，包括如下工艺步骤：

步骤1中，将粒度为8～16mm的高硅难选铁矿石块矿和粒度为8～16mm石灰石及粒度为3～8mm的炭块按100:30～40:20～30的比例配料后混匀；

步骤2中，混匀后的物料送入还原设备中，在1050～1200℃下进行焙烧还原，还原时间控制为40～60min。

一种0～2mm的高硅难选铁矿石增氧直接还原的方法，包括如下工艺步骤：

步骤1：将粒度为0～2mm的高硅难选铁矿石粉矿进行磨矿和强磁选富集，得到富集铁料，磨矿粒度控制在-200目占80%以上；

步骤2：将富集铁料、膨润土和硼砂按100:2.0～5.0:0.6～1.0的比例配料后混匀；

步骤3：步骤2混匀后的物料经润磨、造球、筛分、干燥后得到粒度为8～16mmmm的球团矿，将球团矿与粒度为8～16mm的石灰石及粒度为3～8mm的炭块按100:20～30:15～25比例配料后混匀；

步骤4：步骤3混匀后的物料送入还原设备中，在1050～1200℃下进行焙烧还原，还原时间控制为20～40min；