[发明专利]一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法，属于冶金化学技术领域。

背景技术

我国是铌消耗大国，但是目前几乎全部依赖进口。白云鄂博矿中含有大量的铌，远景氧化物（Nb₂O₅）储量660万吨，但是由于品位低，杂质含量高，导致其不能直接进入冶炼环节。尤其是精矿中Fe、P的含量将直接影响到铌铁合金中铌品位及铌磷比。

高磷铌铁精矿含铁30-50mass%，含磷0.1-1.5mass%，铌含量1-5mass%。由于铁、磷含量高，铌品位低，致使此种矿难以达到冶炼铌铁合金的要求。如果直接将此种精矿直接进行冶炼，磷、铁将与铌同时被还原进入合金，导致合金铌品位低，磷含量高。后期使用过程中还需要大量造渣剂脱磷，增加了使用成本。

目前，国内脱铁除磷方法主要有选矿方法、化学方法、生物技术以及冶炼方法。选矿成本高，回收率极低；化学方法成本高且存在废水处理问题；生物技术虽然环保、能耗低，但是工艺流程长、效率低、成本高；冶炼方法脱铁除磷的案例中，有的向造渣剂中加氟化钙，高温下氟化钙不但侵蚀炉衬，而且污染环境。中国专利一种高磷赤铁矿直接还原脱磷提铁的方法（申请号201010534858.8）采用冷固结球团直接还原—磁选的方法脱铁除磷，但是该方法在冷固结造块过程中外加大量粘结剂，因此导致了成本上升和冶炼时渣量明显增加；同时在高温条件下粘结剂极易失效，致使球团出现粉化、内部结圈等现象，增加了劳动成本。

发明内容

本发明的目的是旨在克服现有技术缺陷，提供一种工艺简单、脱磷率、脱铁率高、铌收率高的高磷铌铁精矿脱铁除磷的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：采用选择性还原和熔分两大工序，选择性还原是将含铌铁精矿与兰炭按（50-70）:（50-30）的重量比装入碳化硅反应罐中，在高温炉内于850～1050℃条件下还原，保温40～60小时；固态还原成含物理铁的精矿团块，随炉冷却至200～300℃，将还原产物取出后清理得到还原后的块状精矿；熔分是将还原后的块状精矿和白灰混匀后装入电炉，控制碱度0.5±0.1，熔分温度1370～1500℃之间，保温时间2～30min，浇注冷却，得到含磷生铁和低磷、低铁的铌渣。

所述铌铁精矿粒度＜150目、兰炭粒度＜2cm；

将含铌铁精矿与兰炭装入碳化硅反应罐中前，应在罐底铺1±0.5 cm厚的兰炭颗粒，以防止出罐时粘结；

所述高温炉为电阻炉、或为隧道窑、或为回转窑；

所述电炉为中频感应炉、或为电弧炉。

上述方法中：铌收率＞98%，脱磷率＞90%，脱铁率＞90%。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点：

（1）采用罐式选择性还原，不需造球，装料简便；采用半焦还原，低成本；还原后物料混合物未带入灰分，粘结剂等杂物。

（2）脱铁除磷率高，铌收率高。铌收率＞98%，脱磷率＞85%，脱铁率＞85%。

（3）造渣剂碱度低，碱度一般在0.5±0.1。

附图说明

图1是本发明的碳化硅反应罐的纵剖图；

图2是本发明的碳化硅反应罐的横剖图。

图中：1、碳化硅反应罐，2、含铌铁精矿，3、兰炭。

具体实施方式

实施例1

选择高磷铌铁精矿成分为：Fe₂O₃58.27mass%、FeO1.35mass%、SiO₂19.93mass%、Nb₂O₅1.26mass%、MgO1.33mass%、TiO₂3.69 mass%、 CaO1.92 mass%、CaF₂1.64mass%、P₂O₅2.37 mass%；使用的还原剂为兰炭，灰分12.5%，挥发份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45～4mm；精矿与兰炭重量比50:50，装料示意图如图1、2所示。将装好的罐放入电阻炉进行选择性还原，还原温度900℃，还原时间60小时。随炉冷却至200℃，将还原产物取出、清理。然后把还原后的团块添加白灰调整碱度至0.5加入到内衬石墨坩埚的中频炉内进行熔分，熔分温度1450℃，熔分时间10min。浇注冷却得到含磷生铁和低铁低磷铌渣。对含磷生铁和低磷低铁铌渣进行分析并计算得到脱磷率92.3%，脱铁率94.4%，铌收率99%。

实施例2