[发明专利]一种难选铁矿石两段梯级还原生产铁水的新方法

说明书

一种复杂难选铁矿石两段梯级还原生产铁水的方法，属于非高炉炼铁技术领域，其特征在于，以复杂难选铁矿石和非焦煤粉为原料，按比例混合后送入回转窑炉内加热700～1300℃，停留1.0～10.0h，进行一段还原；再将一段还原物料送入深度还原炉内，在1100～1500℃温度下停留5.0～20.0h，进行二段深度还原，在深度还原炉排出的二段还原铁水的铁金属化率可达95％以上。

技术领域

本发明属于非高炉炼铁技术领域，具体涉及一种复杂难选铁矿石采用预两段梯级还原工艺流程生产铁水的方法。

背景技术

我国复杂难选铁矿石储量超200亿吨，主要包括：鲕状赤铁矿石，微细粒赤铁矿石，难选镜铁矿石，褐铁矿石，菱铁矿石等类型铁矿石，由于以上类型铁矿石多嵌布粒度极细，矿物组成和矿石结构及构造复杂,采用常规的选矿方法难以选别富集，同时由于该类型铁矿石铁品位较低，杂质含量较多也无法实现直接冶炼生产铁水。因此在当前选矿、冶炼技术水平下，上述复杂难选铁矿石无法获得有效开发利用，导致我国不得不长期严重依赖国外进口铁矿石。

目前国内铁矿石炼铁生产过程，通常采用选矿-烧结-球团-高炉炼铁的工艺流程，工艺流程复杂，生产中同时需要大量焦煤炼焦，导致该工艺流程投资大，能耗高，污染大。

因此，取消当前炼铁过程中烧结-球团等高能耗高污染环节，实现我国难选铁矿石的资源化利用和非焦煤取代焦煤的利用，开发绿色高效短流程炼铁工艺技术，具有十分重要的经济效益和社会效益，同时有助于我国钢铁行业自主健康的可持续发展。

发明内容

本发明针对当前复杂难选铁矿石无法高效利用、炼铁流程长能耗高等技术问题，提供了一种复杂难选铁矿石两段梯级还原生产铁水的新方法，该方法将复杂难选铁矿石为原料，通过两段梯级还原过程获得金属化率95％以上的铁水。

一种复杂难选铁矿石两段梯级还原生产铁水的新方法，包括以下步骤：

(1)原料选备，本方法选用铁矿石铁品位为25～55％，主要包括鲕状赤铁矿石、微细粒赤铁矿石、难选镜铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石和其他复杂难选的铁矿石为冶炼原料，选择固定碳含量≥70的各种类型非焦煤为还原剂；

(2)原料破碎，将复杂难选铁矿石破碎至≤50mm，煤破碎至≤15mm；

(3)原料混匀，按照重量比例配料混合获得混合物料，根据原料中铁矿物转变为Fe3O4所需要的碳含量计算，选择的的配煤过剩倍数为1.1～1.2；煤粉的配比量应保证在一次还原反应器内具有还原性氛围，并将反应器温度提高到所设计的温度，将矿石中的含铁矿物还原成Fe3O4相态为主；

(4)将按比例混合后的原料送入环形加热炉内，在环形加热炉加热，在还原性气氛下进行预还原过程；环形加热炉内采用喷入煤粉、重油、煤气等方式加热，加热到750～1400℃，停留1.0～10.0h，环形加热炉排出的预还原物料铁金属化率为10％～70％；

(5)将预还原物料送入到温度为1300～1500℃的深度还原炉内，在深度还原炉中加热，在还原性气氛下对预还原物料进行再还原5.0～20.0h，深度还原炉排出的再还原铁水的铁金属化率为95％以上，并实现铁水和炉渣分离。

特别的，前面(5)中所说的深度还原炉采用电加热蓄热保温，并通过向深度还原炉内喷吹煤粉或输入煤气的方式保证其处于还原性气氛。

本发明的优点：

1.该新方法实现了多种复杂难选铁矿石的有效利用，铁回收率高，经两段梯级还原即可直接生产铁水。

2.该新方法采用价格低的非焦煤取代焦煤在生产铁水中的应用，可以大大降低生产成本。