一种鲕状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法技术

一种鲕状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法。本发明专利技术首先将硼铁矿作钠盐还原改性处理，改性硼铁矿经细磨后以一定的质量配比与鲕状赤铁矿充分混匀、造块，团块干燥后在一定温度下以非焦煤为还原剂进行还原焙烧，还原产物再经破碎、磨矿后，采用湿式弱磁选方法分选，最高可获得铁品位大于92%、磷含量低于0.09%的金属铁粉，磁选铁回收率大于93%、磷脱除率大于92%。改性硼铁矿在还原过程中能显著降低还原温度，促进铁晶粒的长大，实现铁、磷的高效分离。该发明专利技术既能够综合利用硼铁矿资源，同时又实现基于直接还原法的高磷鲕状赤铁矿的铁、磷高效分离，而且避免了在高温还原过程中直接使用硫酸钠或碳酸钠时导致的熔融现象，有利于工业生产实施；具有脱磷效果佳、成品质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶金领域，涉及一种鮞状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法。
技术介绍
钢铁工业持续快速发展，对铁矿石的需求量持续增长，优质铁矿石资源供应日趋紧张，进口铁矿石价格不断攀升，铁矿资源短缺问题已经成为制约我国钢铁工业持续发展的“瓶颈”。与此同时，我国仍有大量铁矿资源因其有害杂质含量高、嵌布粒度细、主伴生矿物共生关系复杂等原因，难选、难冶，未能得到有效利用。比如，在我国鄂、湘、桂、黔等地发现的、资源储量超过100亿吨的鮞状赤铁矿，因其铁品位低(铁品位约为309Γ459Ο而磷含量高(O. 49Γ1. 1%)，且矿石结构复杂，选冶效果差，是世界选矿界公认的难选冶铁矿石，迄今未获开发利用；又如，约占我国60%左右硼资源的硼铁矿(含B2O3约7%，TFe约30%)，也同样 因其共/伴生矿物多、结构复杂等原因，用常规的选矿方法分离困难，尚未形成工业规模的开发利用。当前，依据鮞状赤铁矿和硼铁矿的独有原料特性，针对性地开展了一些研究工作，开发出了一些能较好适应于鮞状赤铁矿或硼铁矿的选、冶方法硼铁矿的加工利用关键在于铁、硼的分离，处理工艺主要有湿法分离、火法冶炼两类工艺。湿法分离方法是将硼铁矿直接用酸/碱处理获得硼酸或硼砂，浸出渣再经磁选获得铁精矿，使硼铁分离。虽然该工艺可以实现资源的综合利用，但是处理需要的酸/碱量消耗高(O. 45吨/I吨原矿)，生产成本高，同时还带来酸腐蚀设备、污染环境等问题。火法分离工艺主要是针对高炉法，硼铁矿先经选矿抛除原矿中的部分Si02、Al2O3，再通过烧结造块后入高炉冶炼，产品为含硼生铁和富硼渣。该工艺的优点是工艺流程短、设备简单，但工业试验研究表明，高炉冶炼硼铁矿生产含硼约I. 0%的含硼生铁时，高炉产能下降、焦比升高(约1150kg/t)、高炉炉衬侵蚀严重、产品含硫高，更重要的是富硼渣的B2O3活性低，不能满足碳碱法硼砂生产的要求，若通过缓冷以提高B2O3活性则在技术上和经济上都不可行，因而至今未能实现长期稳定工业化生产。鮞状赤铁矿利用的关键在于铁磷分离，鮞状赤铁矿提铁降磷的方法主要有物理分选法、浮选法、化学浸出法、磁化焙烧-磁选法、金属化焙烧-磁选法以及由上述方法组合构成的联合工艺。物理选矿法和浮选法处理工艺普遍存在着脱磷效果差、精矿铁品位低、铁回收率低等问题。如“鄂西难选铁矿的选矿与药剂研究新进展”针对鄂西鮞状赤铁矿的特点研制了 RD-31捕收剂和DA-18选择性絮凝剂，并开发了相应的絮凝浮选工艺，对含铁42. 05%、含磷O. 98%的铁矿采用磁选-选择性聚团脱泥-反浮选工艺进行分选处理，获得铁精矿铁品位仅56. 29%，磷含量仍高达O. 109%,铁的回收率仅为59. 21%。采用磁化焙烧-磁选处理鮞状赤铁矿，效果也不理想，获得的精矿铁品位一般在60%以下，铁的回收率一般在85%以下，而且精矿磷含量依然很高。如“某鮞状赤铁矿磁化焙烧-磁选试验研究”采用流态化磁化焙烧-磁选方法处理鄂西某鮞状赤铁矿时，磁选精矿中铁品位为54°/Γ57%、铁回收率为74% 83%。采用深度还原的方法(如直接还原法、粒铁法等)对高磷鮞状赤铁矿进行金属化焙烧，然后再磨矿、磁选将金属铁颗粒与富含磷的脉石或渣相分离，是显著提高铁品位和回收率的有效途径。如“高磷鮞状赤铁矿直接还原过程中铁颗粒长大特性研究”在还原温度115(Tl300°C下，可获得铁品位大于85%、磷量含O. 2°/Γθ. 5%的还原铁粉，铁的回收率大于90%、脱磷率大于85% ;“一种鮞状赤铁矿脱磷提铁的生产方法”(申请号200610019950. 4)中公开了添加20%的消石灰造块、干燥后，于110(Γ1450 还原焙烧l(T30min，再经过球磨、磁选将铁磷分离，精矿铁品位达到809Γ97%，但磷含量仍大于O. 25%，脱磷效果不佳。显然，上述深度还原的方法虽能有效提高磁性产品铁品位，但还原温度高(130(Tl45(rC)，导致能耗大、操作困难，同时脱磷效果不理想，铁精矿中磷含量仍无法满足钢铁冶炼的要求。为有效降低还原温度、改善脱磷效果，“一种由高磷鮞状赤铁矿制备炼钢炉料的方法”(申请号200910308267.6)公开了复合钠盐添加剂强化还原、脱磷的技术，通过配加一定量的硫酸钠、碳酸钠和硼砂，在105(Γ1100 下还原I. 5tT2h，磨矿、磁选可得铁品位大于92%、磷含量低于O. 08%的直接还原金属铁粉。但是，由于复合钠盐添加剂的熔点 低，易致物料熔融与反应器黏连，对还原过程的顺行产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单，操作方便，可显著提高鮞状赤铁矿的铁、磷分离效果，实现劣质硼铁矿的工业化增值加工利用的鮞状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法。本专利技术一种鮞状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法，包括下述步骤第一步硼铁矿改性将硼铁矿磨细至-O. 074mm质量比占40%，然后，与硫酸钠及碳酸钠混匀、造块、干燥后得到硼铁矿团块，将所述硼铁矿团块低温还原焙烧后，得到钠盐改性硼铁矿；所述硫酸钠及碳酸钠的添加量占硼铁矿粉质量的百分比为硫酸钠159Γ40%，碳酸钠109Γ35% ；第二步改性硼铁矿与鮞状赤铁矿混合还原将第一步所得钠盐改性硼铁矿磨矿至-O. 074mm质量百分比占70%以上后，添加至鮞状赤铁矿中混匀、造块、烘干，然后以非焦煤为还原剂进行高温还原焙烧，还原产物经破碎、磨矿后，采用湿式弱磁选方法分选，获得铁粉及含硼、磷尾矿；所述钠盐改性硼铁矿的添加量占鮞状赤铁矿质量百分比为20°/Γ40%。本专利技术一种鮞状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法中，所述低温还原焙烧温度为90(T950°C，时间为 20 30min。本专利技术一种鮞状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法中，所述高温还原焙烧温度为IOOO0C 1100°C，时间为45 75min，还原产物磨矿至-O. 074mm质量含量占80%以上。本专利技术由于采用上述工艺方法，通过钠盐改性硼铁矿，利用硼铁矿与Na2SO4或Na2CO3进行低温钠化还原时，硼铁矿中的磁铁矿部分被还原成金属铁，经细磨处理后，这部分微细金属铁颗粒作为晶种引入鮞状赤铁矿的直接还原焙烧，为鮞状赤铁矿中金属铁晶粒提供了生长位点，降低了铁晶粒的形核势垒，促进铁晶粒长大。硼铁矿中的硼组分在低温钠化还原预处理过程中，与钠盐反应生成新相硼酸钠盐，由于离子半径较小的碱金属离子和硼离子的存在，直接还原过程中不仅可以造成铁氧化物的晶格畸变，催化铁氧化物的还原，而且还可与鮞状赤铁矿原矿中的含磷、镁、硅、铝等脉石矿物发生化学反应，破坏鮞状赤铁矿石原有的致密、共生结构，为金属铁与脉石矿物的分离创造有利的矿物学条件；可显著降低还原温度，缩短还原时间，节省能源消耗，降低生产成本，实现金属铁与脉石矿物的高效分离；采用湿式弱磁选方法分选，所得磁性产品为铁品位大于92%、磷含量低于O. 09%的直接还原金属铁粉，非磁性物为含Β20329Γ5%的富硼渣，铁的磁选回收率大于85%、磷脱除率90%以上。直接还原铁粉可作为电炉炼钢用的优质炉料；富硼渣经进一步处理可回收硼、磷等有价成分。本专利技术的主要优点在于硼铁矿经钠盐改性后，其磁铁矿部分被还原成金属铁，为鮞状赤铁矿中金属铁晶粒提供了生长位点；硼组分与钠盐反应生成新相硼酸钠盐，在鮞状赤铁矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鮞状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法，包括下述步骤 第一步硼铁矿改性 将硼铁矿磨细至-0. 074mm质量比占40%，然后与硫酸钠及碳酸钠混匀、造块、干燥后得到硼铁矿团块，将所述硼铁矿团块低温还原焙烧后，得到钠盐改性硼铁矿；所述硫酸钠及碳酸钠的添加量占硼铁矿粉质量的百分比为硫酸钠159^40%、碳酸钠109^35% ； 第二步改性硼铁矿与鮞状赤铁矿混合还原 将第一步所得钠盐改性硼铁矿磨矿至-0. 074mm质量百分比占70%以上后，添加至鮞状赤铁矿中混匀、造块、烘干，然后以非焦煤为...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，李光辉，饶明军，范晓慧，张元波，雷婷，罗骏，郭宇峰，杨永斌，陈许玲，李骞，黄柱成，朱忠平，曾精华，梁斌珺，游志雄，张树辉，刘明霞，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：