[发明专利]一种低品位高磷鲕状赤铁矿提铁降磷生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种赤铁矿生产工艺，尤其是涉及一种低品位高磷鲕状赤铁矿提铁降磷生产工艺。

背景技术

我国有30亿吨高磷鲕状赤铁矿,这种铁矿石含P高(0.4～1.0%)、品位较低 (35～50%)。氧化铁晶粒嵌布粒度细(1～3μm)，选别分离相当困难，因而未得到有效开采利用。这种铁矿石中的磷以胶磷矿的形式赋存，并与富含氧化铁的鲕绿泥石混杂在一起，形成同心层状相间的鲕粒结构，鲕状赤铁矿石是目前国内外公认的最难选的铁矿石类型之一。

磷对钢材性能的影响很大，磷是绝大多数钢种中的有害元素，主要表现在:（1）磷显著扩大液固两相区，在铸件凝固时会发生强烈的偏析现象，同时缩小了相区，因而助长了凝固过程中的偏析；（2）磷在α及γ固熔体中扩散速度较慢，造成组织的不均匀。由于磷在液相中的溶解度比在固相中的溶解度大得多，因此磷易在晶界上析出，所以磷在晶粒间能形成高磷的脆性纹理，损害钢的脆性，在低温时尤为明显(俗称冷脆)，对于含碳高的钢，磷的危害作用更为显著。

由于磷的上述危害，因此，在炼钢过程中应尽可能降低钢水中的磷含量，若铁矿石在入炉之前就能将其中的磷去除，那么将大大降低炼钢成本。目前，高磷铁矿石的降磷方法主要有选矿方法、化学方法、冶炼方法以及微生物脱磷方法。

选矿方法主要包括:焙烧磁选、强磁选、浮选工艺、选择性聚团分选、联合流程。近年来，国内外对高磷铁矿石降磷理论及工艺进行了大量的研究并取得了一定的进展。但是由于我国高磷铁矿石特别是“宁乡式”高磷鲕状赤铁矿的矿物组成比较复杂，磷矿物嵌布粒度细小，因而利用选矿法脱磷仍存在不少问题。如陈友谊等用弱磁一强磁脱磷工艺对梅山铁矿石进行深选脱磷研究，结果表明：(1)脱磷率低；(2)由于细磨，降低球磨台时处理量，增加了产品沉降、浓缩的困难；磨矿细度增加,球磨台时处理能力降低，使磨矿成本明显增加；(3)铁的损失量大，铁的回收率降低。由于高磷铁矿石中磷矿物粒度细小，嵌布特征复杂，矿石矿物组成复杂，采用传统的选矿方法很难达到令人满意的效果。为了获得更好的脱磷效果，研究人员开发了用添加脱磷剂进行直接还原焙烧－磁选方法，这一方法可以有效降低铁精矿中的磷含量，但该方法需要将原矿焙烧到1000℃左右，能耗极大，并且大量烧煤污染环境。

化学方法脱磷就是以硝酸、盐酸或硫酸对矿石进行酸浸脱磷。该方法是一种相对有效的脱磷方法，而且矿石中磷矿物无须完全单体解离，只要暴露出来与浸出液接触就可以达到降磷的目的，然而化学方法脱磷耗酸量大，成本高，酸性浸出液对设备的腐蚀大，而且大量的酸浸泡容易导致矿石中可溶性铁矿物溶解，造成铁损失。南方冶金学院利用解胶浸矿法对“宁乡式”胶磷铁矿石进行抗盐保铁降磷研究，结果表明，能脱除矿石中40～50%的磷，但该方案使用的介质浓度高达3～5mol/L，成本高，而且脱磷率仍较低。总的来说，化学法脱磷效果虽然较好，但尚欠理想，特别是成本较高；此外，还有一个问题：产生的废酸液会严重污染环境。

有些钢铁厂采用冶炼脱磷，包括铁水预处理脱磷和转炉炼钢脱磷。铁水预处理脱磷的基本原理是，炼钢铁水在入转炉或电炉前，以氧化性和碱性氧化物或高氧化性的碱性渣与铁水中的磷发生反应，对铁水进行预处理脱磷。此法效果好，但是成本较高，且铁水温降大，对高磷铁水的脱磷存在一定困难。铁水脱磷是转炉炼钢流程中必不可少的工序, 目前有的炼钢厂采用转炉双渣操作与冶炼终点低拉增碳相结合的脱磷冶炼控制工艺，根据脱磷反应特点，要求脱磷必须在低温、高氧化性、高碱度的条件下进行。

近年来，利用微生物处理矿产资源的研究非常活跃，仅就溶磷方面而言，就己经发现很多种细菌、真菌、放线菌都具有溶磷作用。它们主要通过代谢产酸降低体系的pH值，使磷矿物溶解。研究表明，有的细菌具有过量摄磷的特性，这也是微生物脱磷的机理之一。东北大学的何良菊等利用梅山铁矿矿石中含有部分黄铁矿，先用（Tf）菌氧化黄铁矿生产酸性浸出液，然后用浸出液进行浸出液矿脱磷。脱磷率可达76.89%，铁损率为3.87%，为高磷铁矿石脱磷提供了新途径。但微生物处理矿石具有效率低、时间长、设备巨大等一系列在工业上难于实现的问题需要解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种回收率较高，生产成本较低，脱磷效率高，环境污染小的低品位高磷鲕状赤铁矿提铁降磷生产工艺。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种低品位高磷鲕状赤铁矿提铁降磷生产工艺，包括以下步骤：

(1)将低品位高磷鲕状赤铁矿磨矿至-300目质量比≥90wt%的细度；