本發(fā)明涉及煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高磷礦還原球團脫磷的方法。
背景技術(shù)：
隨著全球鋼鐵工業(yè)急劇擴張，傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源逐漸枯竭，低品位鐵礦石的開發(fā)利用成為亟需解決的難題。數(shù)百億噸的高磷鐵礦因選礦過程中極難去除磷，且高爐冶煉工藝又無法脫磷，一直沒得到有效利用。磷進入金屬中，會發(fā)生“冷淬”，嚴重影響生鐵和鋼的質(zhì)量，因此入爐原料要求磷含量低于0.2wt％。
高磷礦脫磷冶煉采用氣基還原-磁選-熔分工藝。氣基豎爐直接還原煉鐵時，由于還原溫度較低，高磷礦中的磷酸鈣不能被還原進入鐵相。氣基直接還原鐵可經(jīng)磁選、熔分將磷富集于渣相，解決高磷礦脫磷問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種采用氣基還原-磨礦磁選-熔分脫磷的方法，來解決高磷礦選礦過程難除磷，并且高爐冶煉無法脫磷的問題。該方法中，磷主要富集在尾渣中，所得到的金屬鐵中的磷含量較低，實現(xiàn)了高磷礦的有效脫磷。
本發(fā)明提供了一種高磷礦還原球團脫磷的方法，包括步驟：
高磷礦經(jīng)研磨、造球、氣基還原處理后，得到金屬化球團，且所述造球過程未加入碳。
所述金屬化球團經(jīng)磨礦、磁選后，得到回收鐵粉和礦渣。
向所述回收鐵粉中加入助熔劑和脫磷劑，得到混合物料，其中，所述脫磷劑的質(zhì)量占所述混合物料總質(zhì)量的5～10％。
所述混合物料經(jīng)熔分反應(yīng)后，得到金屬鐵和尾渣。
進一步的，所述高磷礦中，磷的質(zhì)量占所述高磷礦總質(zhì)量的0.6～1.4％，鐵的質(zhì)量占所述高磷礦總質(zhì)量的40～50％。
上述高磷礦還原球團脫磷的方法中，所述金屬化球團的金屬化率≥90wt％。
進一步的，所述金屬化球團經(jīng)磨礦后得到的金屬顆粒中，粒徑≤74μm的金屬顆粒的質(zhì)量占所述金屬顆粒總質(zhì)量的86～93％。
優(yōu)選的，所述磁選過程中，設(shè)定磁場強度為1800Oe。
上述高磷礦還原球團脫磷的方法中，所述回收鐵粉中鐵的質(zhì)量含量≥80％。
優(yōu)選的，所述助熔劑的質(zhì)量占所述混合物料總質(zhì)量的3％～5％。
優(yōu)選的，所述熔分反應(yīng)的溫度為1450～1550℃。
優(yōu)選的，所述熔分反應(yīng)的時間為40～60min。
上述高磷礦還原球團脫磷的方法中，所述金屬鐵中磷的質(zhì)量占所述金屬鐵質(zhì)量的0.08～0.1％。
本發(fā)明的氣基還原過程中，球團內(nèi)沒有配碳，并且還原氣中CO的含量較低，回收鐵粉中的含碳量極少，高磷礦中的磷較難進入鐵粉中，回收鐵粉中鐵的質(zhì)量含量較高。并且，熔分過程所使用的助熔劑和脫磷劑的質(zhì)量較小。該發(fā)明的方法得到的金屬鐵中磷含量較低，高磷礦中的磷主要富集在尾渣中。即，本發(fā)明可實現(xiàn)高磷礦的有效脫磷。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中高磷礦還原球團脫磷的方法流程示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。
由圖1所示，為本發(fā)明提供的高磷礦還原球團脫磷的方法流程示意圖。包括如下步驟：
(1)氣基還原
本發(fā)明選取的高磷礦原料中，其中磷的質(zhì)量占高磷礦總質(zhì)量的0.6～1.4％，鐵的質(zhì)量占高磷礦總質(zhì)量的40～50％。將該高磷礦原料研磨并造球后，得到符合氣基還原豎爐進料要求的球團。本發(fā)明中，造球過程沒有向其中加入碳，得到的金屬鐵中含碳量極少，可提高其中鐵的質(zhì)量含量。
并將球團送入氣基還原豎爐中，進行氣基還原處理，可得到金屬化率≥90wt％的金屬化球團(wt％為質(zhì)量百分比)。并且，氣基還原反應(yīng)的溫度為900～1000℃。還原氣中H2和CO的體積占還原氣總體積的占比為90％～95％。其中，H2：CO＝2～2.5：1，還原時間為4～4.5h。
上述過程中，氣基還原的溫度較低。并且，磷在該過程中不能被還原，得到的金屬化球團中，磷仍以磷酸鈣的形式存在。
(2)磨礦和磁選
將上述步驟得到的金屬化球團置于球磨機上進行細磨得到金屬顆粒。其中粒徑≤74μm的金屬顆粒的質(zhì)量占金屬顆粒總質(zhì)量的86～93％。
將金屬顆粒置于磁選機上選鐵，設(shè)置磁選機的磁場強度為1800Oe。經(jīng)磁選后，可有效脫除雜質(zhì)，得到回收鐵粉和礦渣。其中，回收鐵粉中鐵的質(zhì)量含量≥80％。經(jīng)過該步驟，金屬鐵的回收率≥92％。
(3)回收鐵粉的熔分
向回收鐵粉中加入助熔劑和脫磷劑，得到混合物料。本發(fā)明中，助熔劑選用CaO，加入的質(zhì)量占混合物料總質(zhì)量的3％～5％。本發(fā)明中，脫磷劑選用CaCl2，加入的質(zhì)量占混合物料總質(zhì)量的5～10％。將所得混合物料放入熔分爐中進行熔分反應(yīng)，控制熔分反應(yīng)的溫度為1450～1550℃，時間為40～60min。
回收鐵粉經(jīng)熔分過程后，可實現(xiàn)渣鐵分離，得到金屬鐵和尾渣。其中，高磷礦中的磷大部分富集在尾渣中，金屬鐵中的磷含量僅為0.08～0.1wt％，即實現(xiàn)了高磷礦中磷的有效脫除。
實施例1
本實施例選用鮞狀高磷赤鐵礦，鐵的質(zhì)量含量為47.82％，磷含量為0.93wt％。將鮞狀高磷赤鐵礦制成球團，在溫度為900℃的還原氣氣氛下進行還原。其中，H2和CO的體積占還原氣總體積的占比為90％，H2：CO＝2：1，還原時間為4h，得到金屬化率為90.94％的金屬化球團。
金屬化球團在球磨機上細磨，所得粒徑≤74μm的金屬顆粒的質(zhì)量占金屬顆?？傎|(zhì)量的93％。將金屬顆粒至于磁場強度為1800Oe的磁選機上，得到的回收鐵粉中鐵的質(zhì)量含量為81％，金屬鐵的回收率為92％。
向回收鐵粉中加入3.5wt％的CaO和8wt％的CaCl2作為助熔劑和脫磷劑，混合均勻后加入熔分爐中，在1500℃的溫度下恒溫60min。熔分反應(yīng)實現(xiàn)渣鐵分離。其中，磷大部分富集在尾渣中，金屬鐵中的磷含量為0.085wt％。
實施例2
本實施例選用鮞狀高磷赤鐵礦，鐵的質(zhì)量含量為46.12％，磷含量為0.98wt％。將鮞狀高磷赤鐵礦制成球團，在溫度為1000℃的還原氣氣氛下進行還原。其中，H2和CO的體積占還原氣總體積的占比為95％，H2：CO＝2.5：1，還原時間為4.5h，得到金屬化率為90.1％的金屬化球團。
金屬化球團在球磨機上細磨，所得粒徑≤74μm的金屬顆粒的質(zhì)量占金屬顆?？傎|(zhì)量的90％。將金屬顆粒至于磁場強度為1800Oe的磁選機上，得到的回收鐵粉中鐵的質(zhì)量含量為82％，金屬鐵的回收率為91％。
向回收鐵粉中加入5wt％的CaO和10wt％的CaCl2作為助熔劑和脫磷劑，混合均勻后加入熔分爐中，在1480℃的溫度下恒溫40min。熔分反應(yīng)實現(xiàn)渣鐵分離。其中，磷大部分富集在尾渣中，金屬鐵中的磷含量為0.09％。
實施例3
本實施例選用鮞狀高磷赤鐵礦，鐵的質(zhì)量含量為43.85％，磷含量為0.67wt％。將鮞狀高磷赤鐵礦制成球團，在溫度為900℃的還原氣氣氛下進行還原。其中，H2和CO的體積占還原氣總體積的占比為90％，H2：CO＝2：1，還原時間為4h，得到金屬化率為90.20％的金屬化球團。
金屬化球團在球磨機上細磨，所得粒徑≤74μm的金屬顆粒的質(zhì)量占金屬顆?？傎|(zhì)量的86％。將金屬顆粒至于磁場強度為1800Oe的磁選機上，得到的回收鐵粉中鐵的質(zhì)量含量為81％，金屬鐵的回收率為91％。
向回收鐵粉中加入3wt％的CaO和5wt％的CaCl2作為助熔劑和脫磷劑，混合均勻后加入熔分爐中，在1550℃的溫度下恒溫50min。熔分反應(yīng)實現(xiàn)渣鐵分離。其中，磷大部分富集在尾渣中，金屬鐵中的磷含量為0.081％。
由上述實施例可得，本發(fā)明可實現(xiàn)高磷礦中磷的有效脫除。
最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。