还原含磷铁矿石的方法技术

本发明专利技术公开了一种还原含磷铁矿石的方法，包括：(1)将所述含磷铁矿石进行细磨处理，以便得到矿石粉末；(2)将矿石粉末和石灰石进行混合造球，以便得到矿石球团；(3)将所述矿石球团进行干燥处理，以便得到经过干燥的矿石球团；(4)将所述经过干燥的矿石球团进行焙烧处理，以便使得所述经过干燥的矿石球团中的石灰石与三氧化二铁反应生成铁酸钙，得到含有铁酸钙的焙烧球团；以及(5)将所述焙烧球团在竖炉中进行气基还原处理，以便得到金属化球团。该方法可以有效解决含磷铁矿造球难的问题，并且可以得到金属化率为85～90％的金属化球团。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，具体而言，本专利技术涉及一种还原含磷铁矿石的方法。
技术介绍
随着优质铁矿资源的逐渐枯竭，数百亿吨高磷矿的有效利用成为亟需解决的难题。高炉冶炼在还原气氛下进行，该工艺无法脱磷，故探索一种冶炼新工艺是利用高磷矿的关键。竖炉直接还原技术因反应过程还原温度低，高磷矿中的磷不被还原，为高磷矿脱磷提供了技术依据。然而，高磷矿黏性较大，造球过程中母球相互粘结，形成的球团形状不规则，生球质量很难满足竖炉冶炼要求，故而球团质量是竖炉直接还原高磷矿的技术关键。受限于当前高磷矿脱磷技术水平，高磷矿脱磷效果很难满足入炉铁矿石中磷含量的指标要求，冶炼过程中对高磷矿的使用很少，因此高磷矿造球技术未引起更多的重视。目前主要的的造球技术报道在改进造球机技术工艺方面，或针对高炉用精矿进行造球工艺改进，对高磷矿造球技术鲜有报道。申请号为201010275087.5的专利技术专利公开了一种用高磷矿石制备的球团，其中将磷含量≤0.2％的铁矿粉配加氧化镁、膨润土以及丙烯酸乳胶粉混合而成的粘结剂混合均匀造球，各组分的粒度均≤74微米。然而此工艺只对针对磷含量较低的混合料进行造球，且混合料粒度要求严格。申请号为201210220998.7的专利技术专利公开了一种低品位磷矿转底炉法生产黄磷的方法，其中将磷矿粉、煤粉和硅石按一定比例均匀混合造球，小于74微米的颗粒占混合料整体粒径的80％以上，此方法造的球用于转底炉，对球团的抗压强度要求不高。因此，现有的含磷铁矿石的还原技术有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种还原含磷铁矿石的方法，该方法可以有效解决含磷铁矿造球难的问题，并且可以得到金属化率为85～90％的金属化球团。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种还原含磷铁矿石的方法，包括：(1)将所述含磷铁矿石进行细磨处理，以便得到矿石粉末；(2)将矿石粉末和石灰石进行混合造球，以便得到矿石球团；(3)将所述矿石球团进行干燥处理，以便得到经过干燥的矿石球团；(4)将所述经过干燥的矿石球团进行焙烧处理，以便使得所述经过干燥的矿石球团中的石灰石与三氧化二铁反应生成铁酸钙，得到含有铁酸钙的焙烧球团；以及(5)将所述焙烧球团在竖炉中进行气基还原处理，以便得到金属化球团。根据本专利技术实施例的还原含磷铁矿石的方法通过将磨细后的含磷铁矿石粉末与石灰石进行混合造球，由于矿石粉末间接触面积减小，因此石灰石可以起到很好的破黏作用，从而可以有效解决造球过程中母球相互粘结的问题，同时焙烧过程中石灰石易与矿石粉末中三氧化二铁生成低熔点的铁酸钙，使得生成的液相可以有效粘结未熔物质，从而可以显著提高矿石球团的强度，另外，采用竖炉对焙烧球团进行气基还原处理，可以制备得到金属化率为85～90％的金属化球团。另外，根据本专利技术上述实施例的还原含磷铁矿石的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述含磷铁矿石中磷的含量为0.6～1.4wt％。由此，可以拓宽含磷铁矿石的来源。在本专利技术的一些实施例中，所述含磷铁矿石中铁的含量为40～50wt％。在本专利技术的一些实施例中，所述矿石粉末中粒径低于74微米的颗粒占50重量％以上。由此，可以使得后续混合造球过程中矿石粉末与石灰石均匀混合。在本专利技术的一些实施例中，所述矿石球团的粒径为12～16mm。由此，可以显著提高矿石球团的焙烧效率。在本专利技术的一些实施例中，将所述矿石粉末和所述石灰石按照质量比为1：0.03～0.05进行所述混合造球。由此，可以形成规则的矿石球团，且保证矿石球团强度。在本专利技术的一些实施例中，所述矿石球团中含水量为7～8wt％。在本专利技术的一些实施例中，所述焙烧处理是采用下列方式进行的：以12℃/min升温速率从室温升至600℃，并在600恒温15min，然后以22℃/min升温速率从600℃升至1280℃，并在1280℃恒温10min。由此，可以进一步提高矿石球团的焙烧效率。在本专利技术的一些实施例中，所述气基还原处理是在含有氢气和一氧化碳的混合还原气氛下于800～900℃下进行2～3小时，其中，所述混合还原气氛中氢气和一氧化碳的总体积不低于90％，所述氢气含量不低于所述混合还原气氛总体积的60％。由此，可以显著提高焙烧球团的还原效率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的还原含磷铁矿石的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种还原含磷铁矿石的方法。下面参考图1对本专利技术实施例的还原含磷铁矿石的方法进行详细描述。根据本专利技术的实施例，该方法包括：S100：将含磷铁矿石进行细磨处理根据本专利技术的实施例，将含磷矿石进行细磨处理，从而可以得到矿石粉末。由此，可以显著降低矿石颗粒间的接触面积。根据本专利技术的实施例，含磷铁矿石中磷的含量可以为0.6～1.4wt％，铁的含量可以为40～50wt％。因此，较以前处理低磷含量的铁矿石相比，本专利技术可以有效解决高磷矿无法有效利用的难题，从而有效拓宽铁矿原料的来源。根据本专利技术的实施例，矿石粉末的粒径并不受特别限制，根据本专利技术的具体实施例，矿石粉末中粒径低于74微米的颗粒可以占50重量％以上。专利技术人发现，若矿石粉末粒度太粗，使得成球率降低，同时由于高磷矿粘性较大，若粒度低于74微米的颗粒可以占50重量％以下，使得粉末颗粒之间毛细压力增大，形成的母球相互粘结，形成的球形状不规则，且粒径分布不均匀。S200：将矿石粉末和石灰石进行混合造球根据本专利技术的实施例，将矿石粉末和石灰石进行混合造球，从而可以得到矿石球团。专利技术人发现，含磷铁矿石粉末粘度很大，造球过程中母球间相互粘结，容易形成不规则球且很难长大，同时球团强度得不到保障，专利技术人通过大量实验意外发现，通过将矿石粉末与石灰石进行混合造球，由于矿石粉末间接触面积减小，因此石灰石可以起到很好的破黏作用，从而可以有效解决造球过程中母球相互粘结的问题，同时在后续焙烧过程中石灰石易与矿石粉末中三氧化二铁生成低熔点的铁酸钙，使得生成的液相可以有效粘结未熔物质，从而可以显著提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原含磷铁矿石的方法，其特征在于，包括： (1)将所述含磷铁矿石进行细磨处理，以便得到矿石粉末； (2)将矿石粉末和石灰石进行混合造球，以便得到矿石球团； (3)将所述矿石球团进行干燥处理，以便得到经过干燥的矿石球团； (4)将所述经过干燥的矿石球团进行焙烧处理，以便使得所述经过干燥的矿石球团强度满足冶炼性能；以及 (5)将所述焙烧球团在竖炉中进行气基还原处理，以便得到金属化球团。

【技术特征摘要】
1.一种还原含磷铁矿石的方法，其特征在于，包括： 
(1)将所述含磷铁矿石进行细磨处理，以便得到矿石粉末； 
(2)将矿石粉末和石灰石进行混合造球，以便得到矿石球团； 
(3)将所述矿石球团进行干燥处理，以便得到经过干燥的矿石球团； 
(4)将所述经过干燥的矿石球团进行焙烧处理，以便使得所述经过干燥的矿石球团强度满足冶炼性能；以及 
(5)将所述焙烧球团在竖炉中进行气基还原处理，以便得到金属化球团。 
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含磷铁矿石中磷的含量为0.6～1.4wt％。 
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含磷铁矿石中铁的含量为40～50wt％。 
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿石粉末中粒径低于74微米的颗粒占50重量％以上。 
5.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，边妙莲，陈士朝，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11