低磷磁铁矿品位TFe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法与流程

低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法
技术领域
1.本技术涉及还原铁技术领域，具体而言，涉及低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法。


背景技术：

2.随着钢铁工业的快速发展，铁矿需求逐年上升，与世界铁矿石资源相比，我国的铁矿石资源总量较多，但铁矿石品质差、结构复杂、嵌布粒度细且铁矿物品种不单一，富矿含量少，97％以上是难于直接利用的贫矿，开采难度较大。
3.我国现有的非高炉炼铁代表工艺有以下两种：(1)用高纯磁铁精矿tfe＞71％装罐煤基隧道窑生产的直接还原铁工艺,又称海绵铁因对铁矿原料质量要求苛刻及烧成周期太长65-72h，能耗大，产量低(单炉年产量不超1万吨)，同时高纯铁精矿全国年产量不超过10万吨，故很难发展成规模化生产，很难滿足我国炼钢直接还原铁市场需求。(2)高品位磁铁精矿tfe65-70％，煤基回转窑工艺，还原煤要求十分苛刻，窑内常易结圈需停产维修，产品质量和产量很难提高，天津无缝钢管厂巨资引进两条生产线早已停产，此工艺基本消失。(3)奥钢联corex-3000预还原-熔融炼铁法，铁精矿tfe＞＝65％，以煤为主，仍用部分冶金焦，我国某企业于2007年巨资36亿元/套年产铁水150万吨，引进2套生产线共72亿元，运行4年迁入新疆八钢重建。(4)hismeit熔融还原炼铁法，该法于1980年起先后由德国-澳大利亚力拓-日本-美国首钢联合研发，历经40年，相继投入20亿美元。我国首钢入股5％，6年投入16.5亿元，但它是熔融还原练铁，而不是直接还原炼铁工艺。(5)转底炉工艺，美国人发明，我国某公司首家引进，起初用于钢铁厂炉尘中含铁锌等有用金属的回收，现在多数仍以处理炉尘回收有用金属为主，后经技改逐渐扩展为试用铁矿粉tfe＞65％生产半还原金属化球团以代替部分烧结机产的烧结矿，其金属化率为60-75％，质量较好的热金属化球团作配料直接进电炉炼钢，质量较差的金属化球团作配料进高炉炼铁，根本不能直接产出符合我国练钢直接还原铁标准范围产品。


技术实现要素：

4.基于上述背景，本技术的目的在于提供低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，此方法具有时间短，铁回收率高的优点。
5.本技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
6.本技术实施例提供一种低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，其包括以下步骤：
7.将tfe为56-67％的低磷磁铁矿与还原剂、石灰粉、白云石粉和添加剂混合，得混合物，将混合物送入富氧助燃铁矿还原炉中进行高温还原；
8.将高温还原后的还原产物破碎成颗粒，进行干磁选粉，去除无磁性废渣，得到磁性料；
9.将磁性料进行水磨和水磁选，最后将产品进行烘干，压块，得到还原铁。
10.相对于现有技术，本技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
11.本技术先将品位tfe56-67％的低磷磁铁矿与还原剂、石灰粉、白云石粉和添加剂混合，在高温炉中进行高温还原反应，将磁铁矿中四氧化三铁还原成铁单质，在此步骤中可以将磁铁矿中的铁金属转化率提高到95％以上，然后对其进行破碎、干磁选、湿磨和水磁选等步骤，最终提高铁的回收效果。
12.对整个工艺来说还具有以下优点：(1)本技术工艺流程短，设备简单，国内工厂均能满足生产要求，易建易修，资金到位半年建成。投资少，产量大，一条生产线年产能可达60万吨。(2)还原剂与燃料圴用资原丰富的普通煤，完全不用紧缺昂贵的炼焦煤和焦炭，不与高炉争夺焦煤资原，节能降成本明显。(3)炉料不用烧结和球团，也不用块矿，省掉排污严重的烧结和球团工序，去掉大量投资和污染源。(4)燃料消耗一般每吨炉料为120-140kg标煤/吨炉料，还原剂碳c约366kg/吨还原铁。在富氧助燃下燃料节省20％左右，和充分利用还原剂产生的co加入燃料更大幅度节能。(5)本技术生产线的自动化程度达85％以上，大幅度减少生产员工。(6)同一工艺生产线，稍作参数改变，即可更换不同的铁矿石种类或多种铁矿石混合成的炉料。既可生产还原铁，也可以生产高品位铁精矿，灵活多变，适用性強。(7)本技术经过还原后的废渣和磁选废水无“红色污染”，其磁选产生的干渣和湿渣可除了做空心水泥砖外，水泥厂也可用作水泥配料使用，进行二次利用。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
14.图1为本技术实施例的流程示意图。
具体实施方式
15.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
16.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本技术。
17.低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，其包括以下步骤：
18.将tfe为56-67％的低磷磁铁矿与还原剂、石灰粉、白云石粉和添加剂混合，得混合物，将混合物送入富氧助燃铁矿还原炉中进行高温还原；
19.将高温还原后的还原产物破碎成颗粒，进行干磁选粉，去除无磁性废渣，得到磁性料；
20.将磁性料进行水磨和水磁选，最后将产品进行烘干，压块，得到还原铁。
21.本技术先将品位tfe56-67％的低磷磁铁矿与还原剂、石灰粉、白云石粉和添加剂混合，在高温炉中进行高温还原反应，将磁铁矿中四氧化三铁还原成铁单质，在此步骤中可
以将磁铁矿中的铁金属转化率提高到95％以上，然后对其进行破碎、干磁选、湿磨和水磁选等步骤，最终提高铁的回收效果。
22.对整个工艺来说还具有以下优点：(1)本技术工艺流程短，设备简单，国内工厂均能满足生产要求，易建易修，资金到位半年建成。投资少，产量大，一条生产线年产能可达60万吨。(2)还原剂与燃料圴用资原丰富的普通煤，完全不用紧缺昂贵的炼焦煤和焦炭，不与高炉争夺焦煤资原，节能降成本明显。(3)炉料不用烧结和球团，也不用块矿，省掉排污严重的烧结和球团工序，去掉大量投资和污染源。(4)燃料消耗一般每吨炉料为120-140kg标煤/吨炉料，还原剂碳c约366kg/吨还原铁。在富氧助燃下燃料节省20％左右，和充分利用还原剂产生的co加入燃料更大幅度节能。(5)本技术生产线的自动化程度达85％以上，大幅度减少生产员工。(6)同一工艺生产线，稍作参数改变，即可更换不同的铁矿石种类或多种铁矿石混合成的炉料。既可生产还原铁，也可以生产高品位铁精矿，灵活多变，适用性強。(7)本技术经过还原后的废渣和磁选废水无“红色污染”，其磁选产生的干渣和湿渣可除了做空心水泥砖外，水泥厂也可用作水泥配料使用，进行二次利用。
23.在本技术的一些实施例中，按重量百分比计，上述混合物中低磷磁铁矿的加入比例为60-75％，石灰粉的加入比例为8-20％，还原剂的加入比例为10-22％，白云石粉的加入比例为5-18％，添加剂的加入比例为1-9％。
24.在本技术的一些实施例中，上述还原剂为无烟煤、干褐煤、半焦煤粉、焦末、秸秆炭和煤矸石中的一种或多种。其反应式为：fe3o4 4c＝3fe 4co。
25.在本技术的一些实施例中，上述还原剂中的固定碳c≥60％，灰分＜21％，s＜0.6％，水分＜3％。p＜0.05％，s＜0.05％。
26.在本技术的一些实施例中，上述石灰中cao含量＞85％，白云石中mgo含量＞20％，水分＜3％，p＜0.03％，s＜0.05％，所述石灰和白云石的粒度为100-200目。
27.在本技术的一些实施例中，上述添加剂为氯化铁和碳酸钠，均为工业品。
28.在本技术的一些实施例中，上述富氧助燃铁矿还原炉包括位于下层的加热室和位于上层的还原室，富氧助燃铁矿还原炉的竖直向截面为“曰”字型。加热室与还原室各自独立运行，中间隔板为耐高温耐酸碱抗热震、热膨涨系数小和导热系数大的材料做成，加热室中持续通入co、高炉煤气和富氧空气，保证燃烧，不管烧何种气体，都增加富氧助燃，目的加强燃气完全燃烧和快速升温，同时节省燃气，还原室完全完成还原外，同时富集co气体(是真正直接还原结果，在还原过程中，co行为不可逆，亦不受氧气影响)。把不断富集的co经储存并返回燃烧室作燃料。还原剂中的c得到充分利用，还原环境好，原料还原充分，铁的还原率和金属化率高，还原料盆为自动脱模型，利于还原熟料较高温出炉时电磁机卸料，另外，熟料出炉的温度宜在居里温度下，既适于电磁出料，又可利用余热。
29.在本技术的一些实施例中，上述高温还原的温度为1150-1350℃，还原时间为30-100min，还原燃料为天然气、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气、液化石油气、co气、氢气、甲烷气或氧气。
30.在本技术的一些实施例中，上述破碎后的颗粒过0.5mm筛，上述水磨后果0.3mm筛。分别通过干磨和水磨调整铁矿粉的粒度。
31.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
32.实施例1
33.低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，包括以下步骤：
34.取内蒙某矿磁铁精矿样品，粉碎粒度小于2mm，矿样主要成分tfe＝65.37％，sio2＝3.36％，al2o3＝2.08％，cao＝0.39％，mgo＝0.16％，p＝0.18％，s＝0.076％。
35.烘干后按照重量份计算，磁铁精矿粉100份，石灰粉18份，无烟煤29份，白云石粉5份，氯化铁2份和碳酸钠3份在罐体中混匀，然后送入富氧助燃隔焰铁矿还原炉中，持续通入co气作为还原燃料，炉温1150-1350℃，还原70min，出炉后降温，干磨，过0.5mm筛然后经过干磁选，抛掉部分无磁性废渣，得到磁性料。往磁性料中加入4倍质量的水，进行水磨，使其粒度小于0.3mm，然后将水磨后的混合浆料进行水磁选，得到尾渣和产品，将产品烘干，再压成块，得到还原铁。
36.经检测，本实施例还原铁粉tfe＝95.06％，p＝0.015％，s＝0.026％，铁的回收为94.27％。
37.实施例2
38.低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，包括以下步骤：
39.取内蒙某矿磁铁精矿样品，粉碎粒度小于2mm，矿样主要成分tfe＝59.27％，sio2＝7.12％，al2o3＝4.53％，cao＝1.38％，mgo＝0.26％，p＝0.15％，s＝0.083％。
40.烘干后按照重量份计算，磁铁精矿粉100份，石灰粉20份，无烟煤25份，白云石粉12份，氯化铁3份和碳酸钠3份在罐体中混匀，然后送入富氧助燃隔焰铁矿还原炉中，持续通入co气作为还原燃料，炉温1150-1350℃，还原80min，出炉后降温，干磨，过0.5mm筛然后经过干磁选，抛掉部分无磁性废渣，得到磁性料。往磁性料中加入4倍质量的水，进行水磨，使其粒度小于0.3mm，然后将水磨后的混合浆料进行水磁选，水磁选后将产品烘干，再压成块，得到还原铁。
41.经检测，本实施例还原铁粉tfe＝94.58％，p＝0.014％，s＝0.025％，铁的回收为94.62％。
42.实施例3
43.低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，包括以下步骤：
44.取内蒙某矿磁铁精矿样品，粉碎粒度小于2mm，矿样主要成分tfe＝62.38％，sio2＝5.27％，al2o3＝2.21％，cao＝1.41％，mgo＝0.21％，p＝0.17％，s＝0.055％。
45.烘干后按照重量份计算，磁铁精矿粉100份，石灰粉22份，无烟煤18份，白云石粉10份，氯化铁3份和碳酸钠4份在罐体中混匀，然后送入富氧助燃隔焰铁矿还原炉中，持续通入co气作为还原燃料，炉温1150-1350℃，还原40min，出炉后降温，干磨，过0.5mm筛然后经过干磁选，抛掉部分无磁性废渣，得到磁性料。往磁性料中加入5倍质量的水，进行水磨，使其粒度小于0.3mm，然后将水磨后的混合浆料进行水磁选，水磁选后将产品烘干，再压成块，得到还原铁。
46.经检测，本实施例还原铁粉tfe＝96.14％，p＝0.008％，s＝0.012％，铁的回收为94.39％。
47.实施例4
48.低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，包括以下步骤：
49.取内蒙某矿磁铁精矿样品，粉碎粒度小于2mm，矿样主要成分tfe＝66.25％，sio2＝4.01％，al2o3＝1.39％，cao＝0.35％，mgo＝0.19％，p＝0.12％，s＝0.15％。
50.烘干后按照重量份计算，磁铁精矿粉100份，石灰粉24份，无烟煤19份，白云石粉5份，氯化铁3份和碳酸钠2份在罐体中混匀，然后送入富氧助燃隔焰铁矿还原炉中，持续通入co气作为还原燃料，炉温1150-1350℃，还原55min，出炉后降温，干磨，过0.5mm筛然后经过干磁选，抛掉部分无磁性废渣，得到磁性料。往磁性料中加入4倍质量的水，进行水磨，使其粒度小于0.3mm，然后将水磨后的混合浆料进行水磁选，水磁选后将产品烘干，再压成块，得到还原铁。
51.经检测，本实施例还原铁粉tfe＝95.68％，p＝0.01％，s＝0.011％。
52.我国现执行标准yb/t4170-2008，如表1所示。
53.表1
[0054][0055][0056]
从表1中可以看出，本技术实施例生产的还原铁均符合标准。
[0057]
综上所述，本技术实施例提供一种低磷磁铁矿品位tfe56-67％直产优质炼钢还原铁生产方法，先将品位tfe56-67％的低磷磁铁矿与还原剂、石灰粉、白云石粉和添加剂混合，在高温炉中进行高温还原反应，将磁铁矿中四氧化三铁还原成铁单质，在此步骤中可以将磁铁矿中的铁金属转化率提高到95％以上，然后对其进行破碎、干磁选、湿磨和水磁选等步骤，最终提高铁的回收效果。
[0058]
对整个工艺来说还具有以下优点：(1)本技术工艺流程短，设备简单，国内工厂均能满足生产要求，易建易修，资金到位半年建成。投资少，产量大，一条生产线年产能可达60万吨。(2)还原剂与燃料圴用资原丰富的普通煤，完全不用紧缺昂贵的炼焦煤和焦炭，不与高炉争夺焦煤资原，节能降成本明显。(3)炉料不用烧结和球团，也不用块矿，省掉排污严重的烧结和球团工序，去掉大量投资和污染源。(4)燃料消耗一般每吨炉料为120-140kg标煤/吨炉料，还原剂碳c约366kg/吨还原铁。在富氧助燃下燃料节省20％左右，和充分利用还原剂产生的co加入燃料更大幅度节能。(5)本技术生产线的自动化程度达85％以上，大幅度减少生产员工。(6)同一工艺生产线，稍作参数改变，即可更换不同的铁矿石种类或多种铁矿
石混合成的炉料。既可生产还原铁，也可以生产高品位铁精矿，灵活多变，适用性強。(7)本技术经过还原后的废渣和磁选废水无“红色污染”，其磁选产生的干渣和湿渣可除了做空心水泥砖外，水泥厂也可用作水泥配料使用，进行二次利用。
[0059]
以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。