[发明专利]一种含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于化工冶金领域，具体涉及一种含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法。

背景技术

铁精矿如白云鄂博铁精矿是一种同时含有氟、钾和钠元素等有害元素特殊铁精矿，其铁元素重量百分含量为62wt％左右，氟元素重量百分含量为0.7wt％以下，氧化钾(K₂O)和氧化钠(Na₂O)的重量百分含量均在0.15％～0.30％的水平。氟、钾和钠元素对铁精矿为原料生产的烧结矿和球团矿的质量，以及高炉炼铁过程产生诸多不利影响，如烧结矿粘结相强度低，球团矿还原膨胀率高，烧结矿和球团矿软融温度低、熔融区间宽等不利影响；高炉炉渣的热稳定性差，不利于高炉顺行，并影响高炉长寿。如果在烧结矿和球团矿生产之前，对铁精矿进行预处理，脱除其中的氟、钾和钠元素等有害元素，将有效提高烧结矿和球团矿的质量，并减轻对高炉炼铁的危害。

发明专利申请CN 102367513A公开了“一种炼铁烧结矿脱除钾、钠的方法”，该专利申请提出通过提高烧结过程的还原性气氛来脱除烧结矿中的氧化钾和氧化钠。发明专利申请CN 103397177A公开了“一种铁矿石中提取钾钠并同步制备炼铁炉料的方法”，其中也提出通过配碳在球团焙烧过程中制造还原性气氛，促使氧化钾和氧化钠还原成金属钾和钠的蒸气，从铁精矿中脱除。但是，对于上述采用还原性气氛脱除矿中的氧化钾和氧化钠，其最高脱除率分别仅在60％和30％左右。一方面，虽然金属钾、钠的熔点和沸点较低，金属钠的沸点为883℃，金属钾的沸点为764℃，容易从料层中挥发，但是料层边缘位置的还原性气氛有限，即使钾、钠蒸气挥发至料层边缘，会很快被空气中的氧气氧化，又重新生成氧化钾和氧化钠，而氧化钾和氧化钠的沸点较高，分别为1500℃和1275℃，使其在料层的边缘凝结，形成比较厚的含氧化钾和氧化钠的矿料层，降低钾、钠的脱除率；另一方面，烧结料层停留在氧化钾和氧化钠能够被碳直接还原或被CO间接还原的温度段的时间很短暂，而且烧结料层的配碳量也很有限，只有4％左右，因此，铁精矿中依靠配碳还原降低氧化钾和氧化钠含量的可行性较差。

发明内容

为了更加有效脱除含氟、钾和钠元素的铁精矿中的氟、钾和钠等有害元素，本发明采用以下的通过利用微波焙烧，焙烧过程中产生的含有氟、钾和钠元素的物质一部分进入烟气中，另一部分通过在微波焙烧过程中，保持矿料料层下部处于负压状态，从而富集在矿料料层的底部，焙烧结束后，利用水冲洗矿料料层的底部去除氟、钾和钠元素的新的技术方案：

一种含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法，所述的预处理方法包括对所述铁精矿的矿料进行微波焙烧和微波焙烧后的水冲洗；并且，在所述微波焙烧过程中，保持矿料料层下部处于负压状态。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，所述铁精矿中铁元素的重量百分含量为60wt％～65wt％，氧化钾的重量百分含量为0.15wt％～0.30wt％，氧化钠的重量百分含量为0.15wt％～0.30wt％，氟元素的重量百分含量为0.1wt％～0.7wt％。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，通过在所述的矿料料层下方设置抽风系统，在微波焙烧过程中启动抽风，保持矿料料层下部处于8～12kPa的负压状态。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，所述铁精矿的矿料平铺在工业微波炉的炉箅上进行所述的微波焙烧，其中，矿料料层厚度为200～300mm，焙烧温度为1100℃～1150℃，焙烧时间为30～40min。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，所述铁精矿的矿料在进行微波焙烧前添加水进行处理。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，所述铁精矿的矿料为150目以下的粒子。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，采用在矿料料层下方安装多个均匀分布的喷嘴从下向上向矿料料层底部喷水进行所述的微波焙烧后的水冲洗，其中，水压为3～5MPa，用水流量为200～300L/min，冲洗时间为5～15min。

作为上述的含氟、钾和钠元素的铁精矿的预处理方法的优选方案，所述的预处理方法还包括以下对氟、钾和钠元素的回收处理：将微波焙烧中产生的烟气通入所述冲洗过微波焙烧后的矿料的水中，得待回收浆液，然后对上述待回收浆液进行过滤得滤液，往上述滤液中加入氢氟酸，将其中的氧化钾和氧化钠转化成氟化钾和氟化钠，然后加热浓缩分离。