[发明专利]一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法

说明书

本发明涉及冶金烧结技术领域，提供了一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法，所述系统包括料仓、烧结机、点火器、气体罩、负压单元，还可包括热交换及磷收集单元、烟气处理单元；料仓、点火器、气体罩依次设置在烧结机上方，料仓将高磷矿石布料于烧结机台车上，点火器用于高磷矿石的点火燃烧，气体罩将设定成分的混合气通过喷气嘴喷入高磷矿石的烧结料层；负压单元设置在烧结机的下方，在烧结料层下形成负压环境。本发明在富氢烧结过程中实现铁矿中磷的高效脱除，烧结结束后经过脱磷处理的烧结成品矿可用作高炉炉料，可显著改善钢铁产品质量、降低生产成本，且可促进钢渣资源的循环利用和钢铁生产的环保节能；收集到的黄磷是一种重要的工业原料。

技术领域

本发明涉及冶金烧结技术领域，特别涉及一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法。

背景技术

随着我国钢铁工业的快速发展，对铁矿石需求量不断增加，铁矿石短缺矛盾突出。我国高磷铁矿资源丰富，但由于其较高的磷含量及复杂的矿相结构，导致铁、磷难以分离。高炉炼铁过程矿石中的磷基本上全部进入铁水，而铁水磷含量较高势必会增加转炉炼钢过程脱磷的难度和成本而且还会使钢渣中磷含量升高，最终导致整个钢铁生产过程中磷的恶性循环，这使得储量巨大的高磷铁矿至今仍未大规模开发利用。开发和利用高磷铁矿是资源战略的必然选择。

研究人员对高磷矿石脱磷工作进行了大量的理论与实验研究，得出了许多具有理论与应用价值的脱磷方法。目前热门的脱磷方法主要包括选矿法、还原法、化学浸出法、微生物浸出法以及微波法等，但上述方法受环境、生产成本、生产效率、钢铁企业主流配置等因素限制，无法达到高品位、高回收率的铁精矿和低磷产品的统一，都不能作为理想的处理高磷铁矿的方法，无法实现工业化应用。因此，到目前为止，研究并开发能够实现工业化应用的铁矿高效脱磷技术仍是钢铁生产流程亟待解决的技术难题。

富氢烧结是近年来为推动钢铁行业节能减排，实现低碳冶金而推出的工艺技术。烧结喷吹富氢燃料还原性气氛增强，烧结富氢大于5mm的孔隙的烧结矿数量增多提高了料层的透气性，烧结料层高温带(1200℃-1400℃)变宽，可在不增加焦粉配比的情况下，降低CO₂排放，提高烧结矿质量。目前还未见有利用富氢烧结技术对高磷铁矿脱磷并进行磷回收的研究。

发明内容

本发明的目的就是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法，用以解决高磷矿石进行高炉冶炼时面临的磷元素难以脱除的问题，从而实现高磷铁矿资源的综合利用。

基于富氢烧结技术考虑到氢气良好的还原性能使得烧结料层还原性增强，高温段延长有利于高磷矿中磷灰石还原反应的发生，料层透气性提高有利于含磷气体的排出，烧结过程物料升温快，料层的蓄热能力增强，使得还原过程中的热力学和动力学条件改善，因而对于烧结过程磷的还原脱除极为有利。在烧结过程加入合适的添加剂使得高磷铁矿发生还原生成单质磷气体，随烧结烟气一起排出，从而实现磷的气化脱除。同时对烧结烟气进行综合处理实现烟气中磷的回收利用。

本发明采用如下技术方案：

一种富氢烧结气化脱磷回收系统，包括料仓、烧结机、点火器、气体罩、负压单元；

所述料仓、点火器、气体罩依次设置在所述烧结机的上方，所述料仓用于将混合了添加剂的高磷矿石布料于所述烧结机的台车上，所述点火器用于高磷矿石的点火燃烧，所述气体罩用于将设定成分的混合气通过喷气嘴喷入高磷矿石的烧结料层；所述混合气包括H₂、CO和O₂；

所述负压单元设置在所述烧结机的下方，用于在高磷矿石的烧结料层下形成负压环境，收集反应后的磷气体和烟气。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，喷气嘴与料层表面保持30cm左右距离。