[发明专利]利用高磷低铁难选铁矿石生产铁水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用高磷低铁难选铁矿石生产铁水的方法，属于矿石冶炼技术领域。

背景技术

我国是一个钢铁工业大国，自1996年钢铁产量超过亿吨后，一直位居世界首位，2008年钢产量达到创记录的5亿吨，产量的提高带动原料的大量消耗。虽然近几年来国内铁矿石生产有一定发展，但其增速远低于钢铁产量的增速，国内铁矿石供给长期不足，铁矿石的对外依赖度不断增加。然而，近年来进口优质铁矿石的价格不断上涨，导致我国钢铁工业生产原料短缺的矛盾日益突出，这种情况制约了我国钢铁工业的健康发展。

我国已探明的铁矿资源中，高磷低铁难选铁矿石分布广泛、储量达数十亿吨，有着很大的开发潜力。但高磷低铁难选铁矿石的矿物组成较为复杂，多种矿物紧密共生，混杂分布，嵌布粒度极细，综合铁品位较低，仅30％左右，S、P等有害元素含量很高，其中S含量为0.30～1.29％，P含量为0.92～1.31％，因此，极难选别。对于高磷低铁难选铁矿石的特殊复杂性，20世纪70年代以来，先后有多家科研院所对其进行过选矿试验研究，但其指标都不理想，所得的综合铁精矿品位均未达到56％，选矿回收率低，S、P含量仍保持在较高水平，加之经济上不合理，工业生产难于使用，因此至今未得到开发。因此，研发一种能在选矿、冶金技术上有所突破，使数十亿吨的高磷贫铁矿得到充分利用，为我国钢铁工业的发展提供大量矿石资源，以缓解我国铁矿资源供需矛盾的新工艺、新技术，是当前最为重要的途径之一。

目前国内对低品位铁矿石的开发利用，主要集中在选矿工艺及其设备的改进，以及冶炼新技术的研究开发上。如利用干式磁选工艺能够成功回收品位在33.35％左右的磁铁矿；利用磨矿磁选方法还能够处理铁品位仅为9.71％的贫铁矿。用这些技术选出的铁矿石均具有较好的可磨性和选矿分离性，且成份单一不含硫磷等有害元素。但对于成分复杂、嵌布粒度极细而且磷含量很高的难选低品位矿石，则很难适用。国内一些单位针对低品位难选铁矿石进行过煤基直接还原-细磨磁选工艺的研究，其最终产品为金属化团块，但其所用矿石成分单一且不含有较高的硫磷等元素，但未见后续报道和应用。针对高磷铁矿，部分单位曾在实验室中采用化学药剂对其进行脱磷技术的研究，但未见规模应用及后续工作报道。

国外，因钢铁企业的优质矿石资源充足，资源压力相对较轻，对低品位矿石的开发利用情况较少，可借鉴经验不多。

由于高磷低铁难选铁矿石具有矿物组成复杂、各种矿物紧密共生、嵌布粒度极细、综合品位低、磷硫含量高等特点，因此，到目前为止还未见有效的处理工艺及方法的报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用高磷低铁难选铁矿石生产铁水的方法，使高磷低铁难选矿石得到充分有效的利用，以解决我国当前铁矿资源供需矛盾的问题。

本发明通过下列技术方案实现：一种利用高磷低铁难选铁矿石生产铁水的方法，其特征在于以高磷低铁难选矿石为原料，褐煤为还原剂，并经下列工艺步骤：

A、将开采出来的矿石经常规破碎后，将矿石放入焙烧炉中，在温度为950～1100℃条件下，氧化焙烧1～1.5h，得氧化焙烧矿物；

B、在A步骤所得氧化焙烧矿物中，配加氧化焙烧矿物质量的25～40％的碳，送入直接还原炉中，在温度为1050～1100℃条件下，直接还原1.5～2h，得直接还原铁；

C、将B步骤所得直接还原铁经常规破碎后，用常规磁选设备和方法磁选分离，得海绵铁及杂质；

D、将C步骤磁选所得海绵铁送入熔化炉中，于1400℃～1550℃温度条件下熔化至分离出铁水和炉渣；

E、在D步骤所得铁水中，按铁水∶脱磷剂＝100∶15～25的质量比，加入下列由质量百分比的组份组成的脱磷剂：

CaO      30～50％

SiO₂     5～10％

FeO      10～20％

Fe₂O₃    20～40％

Al₂O₃    5～12％

CaF₂     3～10％；

F、在温度为1350℃～1450℃条件下脱磷，得低磷铁水。

所述A步骤的焙烧炉为现有技术中的常规氧化焙烧炉。

所述B步骤的直接还原炉为现有技术中的常规还原炉，或者为常规直接还原隧道窑。

所述D步骤的熔化炉为现有技术中的常规电炉。