一種含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工冶金領(lǐng)域，具體涉及一種含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵精礦如白75Γ鄂博鐵精礦是一種同時(shí)含有氣、鐘和納兀素等有害兀素特殊鐵精 礦，其鐵元素重量百分含量為62wt %左右，氟元素重量百分含量為0. 7wt %以下，氧化鉀 (K2O)和氧化鈉（Na2O)的重量百分含量均在0. 15%~0.30%的水平。氟、鉀和鈉元素對(duì)鐵 精礦為原料生產(chǎn)的燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的質(zhì)量，以及高爐煉鐵過(guò)程產(chǎn)生諸多不利影響，如燒結(jié) 礦粘結(jié)相強(qiáng)度低，球團(tuán)礦還原膨脹率高，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦軟融溫度低、熔融區(qū)間寬等不利影 響；高爐爐渣的熱穩(wěn)定性差，不利于高爐順行，并影響高爐長(zhǎng)壽。如果在燒結(jié)礦和球團(tuán)礦生 產(chǎn)之前，對(duì)鐵精礦進(jìn)行預(yù)處理，脫除其中的氟、鉀和鈉元素等有害元素，將有效提高燒結(jié)礦 和球團(tuán)礦的質(zhì)量，并減輕對(duì)高爐煉鐵的危害。
[0003] 發(fā)明專利申請(qǐng)CN 102367513A公開(kāi)了"一種煉鐵燒結(jié)礦脫除鉀、鈉的方法"，該專 利申請(qǐng)?zhí)岢鐾ㄟ^(guò)提高燒結(jié)過(guò)程的還原性氣氛來(lái)脫除燒結(jié)礦中的氧化鉀和氧化鈉。發(fā)明專利 申請(qǐng)CN 103397177A公開(kāi)了 "一種鐵礦石中提取鉀鈉并同步制備煉鐵爐料的方法"，其中也 提出通過(guò)配碳在球團(tuán)焙燒過(guò)程中制造還原性氣氛，促使氧化鉀和氧化鈉還原成金屬鉀和鈉 的蒸氣，從鐵精礦中脫除。但是，對(duì)于上述采用還原性氣氛脫除礦中的氧化鉀和氧化鈉，其 最高脫除率分別僅在60%和30%左右。一方面，雖然金屬鉀、鈉的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，金屬鈉 的沸點(diǎn)為883°C，金屬鉀的沸點(diǎn)為764°C，容易從料層中揮發(fā)，但是料層邊緣位置的還原性 氣氛有限，即使鉀、鈉蒸氣揮發(fā)至料層邊緣，會(huì)很快被空氣中的氧氣氧化，又重新生成氧化 鉀和氧化鈉，而氧化鉀和氧化鈉的沸點(diǎn)較高，分別為1500 °C和1275°C，使其在料層的邊緣 凝結(jié)，形成比較厚的含氧化鉀和氧化鈉的礦料層，降低鉀、鈉的脫除率；另一方面，燒結(jié)料層 停留在氧化鉀和氧化鈉能夠被碳直接還原或被CO間接還原的溫度段的時(shí)間很短暫，而且 燒結(jié)料層的配碳量也很有限，只有4%左右，因此，鐵精礦中依靠配碳還原降低氧化鉀和氧 化鈉含量的可行性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了更加有效脫除含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦中的氟、鉀和鈉等有害元素，本發(fā)明 采用以下的通過(guò)利用微波焙燒，焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的含有氟、鉀和鈉元素的物質(zhì)一部分進(jìn)入 煙氣中，另一部分通過(guò)在微波焙燒過(guò)程中，保持礦料料層下部處于負(fù)壓狀態(tài)，從而富集在礦 料料層的底部，焙燒結(jié)束后，利用水沖洗礦料料層的底部去除氟、鉀和鈉元素的新的技術(shù)方 案：
[0005] 一種含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法，所述的預(yù)處理方法包括對(duì)所述鐵 精礦的礦料進(jìn)行微波焙燒和微波焙燒后的水沖洗；并且，在所述微波焙燒過(guò)程中，保持礦料 料層下部處于負(fù)壓狀態(tài)。
[0006] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，所述鐵精礦 中鐵元素的重量百分含量為60wt%~65wt%，氧化鉀的重量百分含量為0. 15wt%~ 0. 30wt %，氧化鈉的重量百分含量為0. 15wt %~0. 30wt %，氟兀素的重量百分含量為 0.1 wt % ~0. 7wt %。
[0007] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，通過(guò)在所述的 礦料料層下方設(shè)置抽風(fēng)系統(tǒng)，在微波焙燒過(guò)程中啟動(dòng)抽風(fēng)，保持礦料料層下部處于8~ 12kPa的負(fù)壓狀態(tài)。
[0008] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，所述鐵精礦 的礦料平鋪在工業(yè)微波爐的爐箅上進(jìn)行所述的微波焙燒，其中，礦料料層厚度為200~ 300mm，焙燒溫度為1100°C~1150°C，焙燒時(shí)間為30~40min。
[0009] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，所述鐵精礦的 礦料在進(jìn)行微波焙燒前添加水進(jìn)行處理。
[0010] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，所述鐵精礦的 礦料為150目以下的粒子。
[0011] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，采用在礦料料 層下方安裝多個(gè)均勻分布的噴嘴從下向上向礦料料層底部噴水進(jìn)行所述的微波焙燒后的 水沖洗，其中，水壓為3~5MPa，用水流量為200~300L/min，沖洗時(shí)間為5~15min。
[0012] 作為上述的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法的優(yōu)選方案，所述的預(yù)處理 方法還包括以下對(duì)氟、鉀和鈉元素的回收處理：將微波焙燒中產(chǎn)生的煙氣通入所述沖洗過(guò) 微波焙燒后的礦料的水中，得待回收漿液，然后對(duì)上述待回收漿液進(jìn)行過(guò)濾得濾液，往上述 濾液中加入氫氟酸，將其中的氧化鉀和氧化鈉轉(zhuǎn)化成氟化鉀和氟化鈉，然后加熱濃縮分離。
[0013] 本發(fā)明的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法，提供了一種通過(guò)保持礦料料 層下部處于負(fù)壓狀態(tài)進(jìn)行微波焙燒，然后利用水沖洗礦料料層的底部，對(duì)含氟、鉀和鈉元 素的鐵精礦進(jìn)行氟、鉀和鈉元素去除預(yù)處理的新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu) 占.
[0014] 1)本發(fā)明不需要額外加入還原劑，減少帶入其他雜質(zhì)，利用微波加熱料層，消除燃 煤污染；
[0015] 2)可以使鐵精礦中氟、鉀和鈉元素富集于礦料料層底部的薄層中，沖洗去除率 高，氟、鉀和鈉元素的去除率分別可以達(dá)到75wt %~80wt %、70wt %~75wt %、60wt %~ 70wt% ；
[0016] 3)能夠有效回收從鐵精礦中脫除的氟、鉀和鈉元素，防止了氟、鉀和鈉元素脫除過(guò) 程中煙氣及沖洗水對(duì)大氣和水體造成污染；
[0017] 4)采用微波對(duì)礦料料層進(jìn)行加熱，代替了配碳或使用燃?xì)?，可同時(shí)減輕環(huán)境污染， 并提高焙燒生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的一種含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明的一種含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法，所述的預(yù)處理方法包括 對(duì)所述鐵精礦的礦料進(jìn)行微波焙燒和微波焙燒后的水沖洗；并且，在所述微波焙燒過(guò)程中， 保持礦料料層下部處于負(fù)壓狀態(tài)。
[0020] 本發(fā)明的含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦的預(yù)處理方法，所述的氟元素主要以螢石 (CaF2)的形式存在，IKKTC以上氟化鈣能與含氟、鉀和鈉元素的鐵精礦中的二氧化硅反應(yīng) 生成氟化硅，氟化硅在室溫下即為氣體；在微波焙燒過(guò)程中，反應(yīng)生成的氟化硅進(jìn)入焙燒煙 氣。由于礦料中含水，焙燒過(guò)程中水與螢石會(huì)生成氟化氫，生成的氟化氫也進(jìn)入焙燒煙氣。 同時(shí)，氟化鈣與氧化鉀或氧化鈉分別反應(yīng)生成氟化鉀和氟化鈉，氟化鉀和氟化鈉的沸點(diǎn)分 別為1505°C和1704°C。采用微波輻射對(duì)料層進(jìn)行加熱，與傳統(tǒng)的燒結(jié)礦和球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝 相比，料層內(nèi)溫度分布將更加均勻，在微波焙燒過(guò)程中，同時(shí)保持礦料料層下部處于負(fù)壓狀 態(tài)，生成的氟化鉀和氟化鈉以及鐵精礦中原有的氧化鈉和氧化鉀容