一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法
2023-05-04 23:29:56
一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法
【專利摘要】本發明涉及一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，其特徵是：採用選擇性還原和熔分兩大工序，選擇性還原是將含鈮鐵精礦與蘭炭按（50-70）:（50-30）的重量比裝入碳化矽反應罐中，在高溫爐內於850～1050℃條件下還原，保溫40～60小時；固態還原成含物理鐵的精礦團塊，隨爐冷卻至200～300℃，將還原產物取出後清理得到還原後的塊狀精礦；熔分是將還原後的塊狀精礦和白灰混勻後裝入電爐，控制鹼度0.5±0.1，熔分溫度1370～1500℃之間，保溫時間2～30min，澆注冷卻，得到含磷生鐵和低磷、低鐵的鈮渣。其優點是：不需造球，裝料簡便，低成本；脫鐵除磷率高，鈮收率高，鈮收率＞98%、脫磷率＞85%、脫鐵率＞85%；造渣劑鹼度低，鹼度一般在0.5±0.1。
【專利說明】一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，屬於冶金化學【技術領域】。
【背景技術】
[0002]我國是鈮消耗大國，但是目前幾乎全部依賴進口。白雲鄂博礦中含有大量的鈮，遠景氧化物(Nb2O5)儲量660萬噸，但是由於品位低，雜質含量高，導致其不能直接進入冶煉環節。尤其是精礦中Fe、P的含量將直接影響到鈮鐵合金中鈮品位及鈮磷比。
[0003]高憐銀鐵精礦含鐵30_50mass%,含憐0.1-1.5mass%,銀含量l_5mass%。由於鐵、憐含量高，鈮品位低，致使此種礦難以達到冶煉鈮鐵合金的要求。如果直接將此種精礦直接進行冶煉，磷、鐵將與鈮同時被還原進入合金，導致合金鈮品位低，磷含量高。後期使用過程中還需要大量造渣劑脫磷，增加了使用成本。
[0004]目前，國內脫鐵除磷方法主要有選礦方法、化學方法、生物技術以及冶煉方法。選礦成本高，回收率極低；化學方法成本高且存在廢水處理問題；生物技術雖然環保、能耗低，但是工藝流程長、效率低、成本高；冶煉方法脫鐵除磷的案例中，有的向造渣劑中加氟化鈣，高溫下氟化鈣不但侵蝕爐襯，而且汙染環境。中國專利一種高磷赤鐵礦直接還原脫磷提鐵的方法(申請號201010534858.8)採用冷固結球團直接還原一磁選的方法脫鐵除磷，但是該方法在冷固結造塊過程中外加大量粘結劑，因此導致了成本上升和冶煉時渣量明顯增加；同時在高溫條件下粘結劑極易失效，致使球團出現粉化、內部結圈等現象，增加了勞動成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是旨在克服現有技術缺陷，提供一種工藝簡單、脫磷率、脫鐵率高、銀收率聞的聞憐銀鐵精礦脫鐵除憐的方法。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:採用選擇性還原和熔分兩大工序，選擇性還原是將含鈮鐵精礦與蘭炭按(50-70): (50-30)的重量比裝入碳化矽反應罐中，在高溫爐內於850~1050°C條件下還原，保溫40~60小時；固態還原成含物理鐵的精礦團塊，隨爐冷卻至200~300°C，將還原產物取出後清理得到還原後的塊狀精礦；熔分是將還原後的塊狀精礦和白灰混勻後裝入電爐，控制鹼度0.5±0.1，熔分溫度1370~1500°C之間，保溫時間2~30min，澆注冷卻，得到含磷生鐵和低磷、低鐵的鈮渣。
[0007]所述鈮鐵精礦粒度< 150目、蘭炭粒度< 2cm ；
將含鈮鐵精礦與蘭炭裝入碳化矽反應罐中前，應在罐底鋪1±0.5 Cm厚的蘭炭顆粒，以防止出iiS時粘結；
所述高溫爐為電阻爐、或為隧道窯、或為迴轉窯；
所述電爐為中頻感應爐、或為電弧爐。
[0008]上述方法中:鈮收率> 98%，脫磷率> 90%，脫鐵率> 90%。
[0009]由於採用上述技術方案，本發明具有以下優點:(I)採用罐式選擇性還原，不需造球，裝料簡便；採用半焦還原，低成本；還原後物料混合物未帶入灰分，粘結劑等雜物。
[0010](2)脫鐵除磷率高，鈮收率高。鈮收率> 98%，脫磷率> 85%，脫鐵率> 85%。
[0011](3)造渣劑鹼度低，鹼度一般在0.5±0.1。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的碳化矽反應罐的縱剖圖；
圖2是本發明的碳化矽反應罐的橫剖圖。
[0013]圖中:1、碳化娃反應te，2、含銀鐵精礦，3、蘭炭。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
選擇高磷鈮鐵精礦成分為:Fe20358.27mass%、FeOl.35mass%、Si0219.93mass%、Nb2O5L 26mass%、MgOl.33mass%、Ti023.69 mass%、CaOl.92 mass%、CaF2L 64mass%、P2052.37mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分12.5%，揮發份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精礦與蘭炭重量比50:50，裝料示意圖如圖1、2所示。將裝好的罐放入電阻爐進行選擇性還原，還原溫度900°C，還原時間60小時。隨爐冷卻至200°C，將還原產物取出、清理。然後把還原後的團塊添加白灰調整鹼度至0.5加入到內襯石墨坩堝的中頻爐內進行熔分，熔分溫度1450°C，熔分時間lOmin。澆注冷卻得到含磷生鐵和低鐵低磷鈮渣。對含磷生鐵和低磷低鐵鈮渣進行分析並計算得到脫磷率92.3%，脫鐵率94.4%，鈮收率99%。
[0015]實施例2
選擇高憐銀鐵精礦成分為:Fe20348.97mass%、FeOl.6mass%、Si0221.87mass%、Nb2054.4mass%、MgOl.05mass%、Ti026.71 mass%、CaOl.34 mass%、CaF2L 50 mass%、P2O50.16mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分12.5%，揮發份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精礦與蘭炭重量比60:40，裝料示意圖如圖1、2所示。將裝好的罐放入電阻爐進行選擇性還原，還原溫度935°C，還原時間60小時。隨爐冷卻至200°C，將還原產物取出、清理。然後把還原後的團塊添加白灰調整鹼度至0.4加入到內襯石墨坩堝的中頻爐內進行熔分，熔分溫度1400°C，熔分時間lOmin。澆注冷卻得到含磷生鐵和低鐵低磷鈮渣。對含磷生鐵和低磷低鐵鈮渣進行分析並計算得到脫磷率93.6%，脫鐵率96.7%，鈮收率98.8%。
[0016]實施例3
選擇高憐銀鐵精礦成分為:Fe20348.97mass%、FeOl.6mass%、Si0221.87mass%、Nb2054.4mass%、MgOl.05mass%、Ti026.71 mass%、CaOl.34 mass%、CaF2L 50 mass%、P2O50.16mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分12.5%，揮發份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精礦與蘭炭重量比64:36，裝料示意圖如圖1、2所示。將裝好的罐放入電阻爐進行選擇性還原，還原溫度935°C， 還原時間60小時。隨爐冷卻至200°C，將還原產物取出、清理。然後把還原後的團塊添加白灰調整鹼度至0.5加入到內襯石墨坩堝的中頻爐內進行熔分，熔分溫度1400°C，熔分時間lOmin。澆注冷卻得到含磷生鐵和低鐵低磷鈮渣。對含磷生鐵和低磷低鐵鈮渣進行分析並計算得到脫磷率90.2%，脫鐵率95.4%，鈮收率98.5%。
[0017]實施例4選擇高磷鈮鐵精礦成分為:Fe20358.27mass%、FeOl.35mass%、Si0219.93mass%、Nb2O5L 26mass%、MgOl.33mass%、Ti023.69 mass%、CaOl.92 mass%、CaF21.64mass%、P2052.37mass% ;使用的還原劑為蘭炭，灰分12.5%，揮發份17.52%，固定碳69.98%，粒度0.45~4mm ;精礦與蘭炭重量比55:45，裝料示意圖如圖1、2所示。將裝好的罐放入電阻爐進行選擇性還原，還原溫度920°C，還原時間50小時。隨爐冷卻至200°C，將還原產物取出、清理。然後把還原後的團塊添加白灰調整鹼度至0.6加入到內襯石墨坩堝的中頻爐內進行熔分，熔分溫度1450°C，熔分時間lOmin。澆注冷卻得到含磷生鐵和低鐵低磷鈮渣。對含磷生鐵和低磷低鐵鈮渣進行分析並計算得到脫磷率93.0%，脫鐵率94.8%，鈮收率98.9%。
【權利要求】
1.一種高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，其特徵是:採用選擇性還原和熔分兩大工序，選擇性還原是將含鈮鐵精礦與蘭炭按(50-70): (50-30)的重量比裝入碳化矽反應罐中，在高溫爐內於850~1050°C條件下還原，保溫40~60小時；固態還原成含物理鐵的精礦團塊，隨爐冷卻至200~300°C，將還原產物取出後清理得到還原後的塊狀精礦；熔分是將還原後的塊狀精礦和白灰混勻後裝入電爐，控制鹼度0.5±0.1，熔分溫度1370~1500°C之間，保溫時間2~30min，澆注、冷卻，得到含磷生鐵和低磷、低鐵的鈮渣。
2.根據權利要求1所述的高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，其特徵是:所述鈮鐵精礦粒度< 150目、蘭炭粒度< 2cm。
3.根據權利要求1所述的高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，其特徵是:所述高溫爐為電阻爐、或為隧道窯、或為迴轉窯。
4.根據權利要求1所述的高磷鈮鐵精礦脫鐵除磷的方法，其特徵是:所述電爐為中頻感應爐、或 為電弧爐。
【文檔編號】C22B1/11GK103993162SQ201410215362
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】劉玉寶, 趙二雄, 王小青, 張先恆, 陳國華, 徐廣堯, 葉新 申請人:包頭稀土研究院, 巴彥淖爾市農墾弘通還原鐵有限公司