[发明专利]一种鲕状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种鲕状赤铁矿和硼铁矿混合还原方法。

背景技术

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100亿吨的鲕状赤铁矿，因其铁品位低（铁品位约为30%~45%）而磷含量高（0.4%~1.1%），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，依据鲕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鲕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(0.45吨/1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SiO₂、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1.0%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。

鲕状赤铁矿利用的关键在于铁磷分离，鲕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”针对鄂西鲕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0.98%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0.109%，铁的回收率仅为59.21%。采用磁化焙烧-磁选处理鲕状赤铁矿，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：“某鲕状赤铁矿磁化焙烧-磁选试验研究”采用流态化磁化焙烧-磁选方法处理鄂西某鲕状赤铁矿时，磁选精矿中铁品位为54%~57%、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）对高磷鲕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“高磷鲕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1150~1300℃下，可获得铁品位大于85%、磷量含0.2%~0.5%的还原铁粉，铁的回收率大于90%、脱磷率大于85%；“一种鲕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1100~1450℃还原焙烧10~30min，再经过球磨、磁选将铁磷分离，精矿铁品位达到80%~97%，但磷含量仍大于0.25%，脱磷效果不佳。