[发明专利]一种低温快速还原分离粒铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种低温快速还原分离粒铁的方法。

背景技术

我国是一个贫铁矿资源丰富的国家，低贫呆矿占铁矿资源的96％以上，但是每年却需要从国外进口8亿吨的富铁矿石，进口矿石依赖度为55％；而国内大量的低贫细难选细矿、复合矿及含铁废料没有得到很好的开发和利用。

2011年日本神户钢铁公司采用转底炉法，将铁矿粉内配碳压球，薄料层布料，在1450℃左右的还原温度下，使铁粒与渣滓分离。这种高炉炼铁法被称为第一代炼铁法，产品属高碳液态铁水；把直接还原法称为第二代炼铁法；将粒铁或者砾铁工艺称为第三代炼铁法(ITmk3)。此外，发明专利CN102936653B公开了“一种高密度金属化球团的还原方法”。

上述方法存在的缺点在于：1、铁原料为品位≥65％的高品位铁精矿粉；2、还原温度过高，一般为1450℃，耗能较高。

而我国富矿储量很少，铁矿资源96％以上为低贫细难选铁矿，因此，亟需一种针对难选铁矿的处理技术。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种低温、快速还原分离粒铁的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低温快速还原分离粒铁 的方法，步骤如下：

(1)将低贫细难选铁矿矿石破碎、烘干后，打磨成160～200目的矿粉，向矿粉中加入金属铁粉、石灰粉、普通玻璃粉和萤石粉，各组分用量按重量分数计为：矿粉80～85％、金属铁粉3～10％、石灰粉3～6％、普通玻璃粉2～5％和萤石粉4～6％；上述组分经均匀混合，喷水造成￠6～￠20mm的球团或压制成￠10～￠30mm的球团；

(2)将步骤(1)的湿球团经过50～280℃烘干，使其水分≤0.5％、球团强度≥80N/个球；

(3)向步骤(2)所得球团中添加还原煤和脱硫剂，所述还原煤的用量为球团重量的20～40％，所述脱硫剂的用量为还原剂重量的5～10％；

(4)将步骤(4)的混合物料加入隔焰式回转窑，在1110～1150℃条件下还原反应1.5～2.5h；

(5)将还原后的高温物料在煤粉或惰性气体保护下冷却至100℃以下，采用干式磁选机，将还原剂尾粉和金属化球团分离；

(6)将步骤(5)得到的金属化球团经破碎、筛分后，得到粒度为3～20mm、密度5.8～7.2t/m³的粒铁产品；

(7)将步骤(6)得到的粉料继续打磨至160～200目，进行湿式磁选，得到TFe≥90％、ηFe≥93％、回收率≥93％的高品位金属铁粉，尾矿中TFe≤5.0％。

本发明的有益效果是：

1、本发明将石灰粉、普通玻璃粉和萤石粉加入铁矿粉中，能够降低铁矿熔点，且石灰粉遇水熟化后可以作为粘结剂使用；将金属铁粉加入铁矿粉中，利用金属铁粉在潮湿环境下容易氧化放热的特点，对铁矿粉起到固结作用，球团放热或烘干后，就能保证球团常温和高温强度，而且尽可能避免降低球团的品位。

2、本发明使用的还原设备为隔焰式回转窑，预热段、高温段通体连续 外加热，高温区温度连续稳定，减少温差，节约能源；且回转窑保持旋转状态，被还原物料在回转窑内不断旋转，因此反应物料温度可达1080～1150℃，反应更加剧烈，大大缩短反应时间；且金属化球团不会发生粘接现象。

3、本发明的方法使用品位40～50％的低贫细难选铁矿，使得铁矿能在相对低还原温度的环境下，进行快速还原，分离出密度为5.8～7.2t/m³的粒铁产品，粒铁产率高达90％以上，更加节能减排降碳。

表1为几种还原铁方法的还原温度和还原时间比较表：

表1