一種轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法技術

本發明專利技術涉及一種轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，包括步驟：1）將高鐵赤泥進行烘干處理后，與還原劑按一定比例進行配料、混合、壓球，制得生球；2）上述的生球經篩分、烘干、再篩分后，進入轉底爐，在轉底爐內進行直接還原，制得金屬化球團；3）對上述的金屬化球團進行冷卻、破碎、重選、磁選后，制得鐵精粉；所述的鐵精粉的性能指標為：TFe＞60%、Al2O3＜2.0%、SiO2＜4.0%、Na2O＜0.3%，粒度小于74μm的部分≥70%。本發明專利技術有效解決了現有技術中高鐵赤泥經多級磁選所得鐵精粉含鐵低，Al2O3、SiO2、Na2O含量高的問題，本發明專利技術所得鐵精粉質量滿足鋼鐵廠原料要求，可以在鋼鐵廠廣泛使用，為高鐵赤泥的高效利用提供出路。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金行業
，特別涉及ー種轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法。
技術介紹
高鐵赤泥是拜耳法氧化鋁生產過程中經分選技術產生的殘渣，其主要成份為氧化鐵和氧化鋁，還含有一定量的氧化硅、氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣等。目前，高鐵赤泥主要通過多級磁選的方式生產含45% 50%TFe、8% 15%A1203、5% 15%Si02、2% 8%Na20的鐵精粉，用于鋼鐵廠燒結使用。因為赤泥中的鐵和鋁均為三價元素，二者往往以共生的形式存在，僅通過多級磁選的方式提取鐵精粉，難以實現Fe、Al充分分離；而且赤泥粒度較細，多級磁選時磁選效果差，從而導致所提鐵精粉的TFe含量偏低，A1203、SiO2, Na2O等雜質含量偏高。 現有技術中，高鐵赤泥經多級磁選所得鐵精粉與鋼鐵廠正常使用的鐵精粉相比，含鐵低，A1203、SiO2, Na2O偏高。將這種多級磁選所得鐵精粉用于鋼鐵廠生產會產生如下不良影響(I)含鐵低，會降低燒結礦品位，從而降低鋼鐵廠生產效率；(2) Na2O含量偏高，會腐蝕整個煉鐵生產系統，降低設備使用壽命；(3) A1203、SiO2含量偏高，導致渣比増加，渣粘度變稠，増加高爐操作難度。也正是因為上述原因，高鐵赤泥經多級磁選所得鐵精粉不能在鋼鐵廠廣泛使用，高鐵赤泥也只有很少的一部分生產為鐵精粉，其余大部分用于水泥、建筑行業，最終導致高鐵赤泥無法實現高效利用。
技術實現思路
本專利技術的目的在干，針對現有技術的缺陷，從而提供一種設計合理、エ藝先進、熱能利用率高、產品質量優越的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法。為實現上述專利技術目的，本專利技術提供的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法包括步驟I)將高鐵赤泥進行烘干處理后，與還原劑按一定比例進行配料、混合、壓球，制得生球；高鐵赤泥含水量太大(一般為259Γ409Ο，需進行烘干處理方能進入下道エ序使用。2)上述的生球經篩分、烘干、再篩分后，進入轉底爐，在轉底爐內進行直接還原，制得金屬化球団；3)對上述的金屬化球團進行冷卻、破碎、重選、磁選后，制得鐵精粉；所述的鐵精粉的性能指標為TFe> 60%、A1203 < 2. 0%、Si02 < 4. 0%、Na20 < 0. 3%，粒度小于74 μ m的部分> 70%。上述技術方案中，所述的高鐵赤泥為拜耳法氧化鋁生產過程中經分選技術產生的殘渣，其組份及含量比例包括TFe 35% 42%、A1203 8% 20%、SiO2 4% 15%和Na2O 2% 10%，所述的高鐵赤泥中粒度小于74 μ m的部分> 80%。作為上述技術方案的一種改進，所述步驟I)中的高鐵赤泥的烘干處理采用鏈蓖機，烘干處理的烘干熱源來自本生產方法中產生的200°C 900°C的預熱空氣，烘干時間為10 40分鐘，烘干后的高鐵赤泥溫度為50°C 200°C，烘干后的高鐵赤泥水份小于12%。進ー步地，所述步驟I)中烘干處理的烘干熱源還包括發生爐煤氣。熱量不足部分用發生爐煤氣補充。上述技術方案中,所述的還原劑為焦粉或煤粉,粒度< 1mm。上述技術方案中，所述的混合的步驟采用可連續進料、連續出料的混料機進行混料。上述技術方案中，所述的壓球步驟采用高壓壓球機，生球直徑為8mm 40mm。 作為上述技術方案的一種改進，所述步驟2)中的篩分和再篩分均采用滾篩，該滾篩的間隙為8 12mm ;滾篩上球團為篩上物，該篩上物直接進入下ー步驟；滾篩下的碎料為篩下物，該篩下物返回步驟I)中的配料步驟。作為上述技術方案的又一種改進，所述步驟2)中的生球烘干采用鏈蓖機，烘干熱源來自本方法產生的200°C 900°C的預熱空氣，烘干時間為12 30分鐘，烘干后的生球溫度為50°C 700°C，烘干后的生球水份小于4%。經試驗，生球在200°C 900°C烘干溫度范圍內不爆裂，故可以采用較高的預熱空氣對之進行烘干，而且也有利于該系統高溫余熱更高效的利用。進ー步地，所述步驟I)中高鐵赤泥的烘干處理產生的粉塵、和所述步驟2)中生球烘干處理產生的粉塵還要進行除塵處理，所得塵灰返回進入步驟I)中的配料エ序。由于所述的步驟中產生的粉塵較多，增加除塵系統，除塵所得塵灰返回步驟I中的配料エ序，可以充分、聞效利用聞鐵赤泥。作為上述技術方案的再一種改進，步驟2)中采用的轉底爐分為五段還原段，包括預還原段、還原一段、還原ニ段、均熱一段和均熱ニ段，最高溫的還原ニ段及均熱一段的溫度為1300°C 1400°C，還原時間為20 60分鐘。足夠時間的高溫還原可以使得高鐵赤泥中的氧化鐵得到充分還原和晶粒長大，從而實現Fe、Al元素有效分離，并保證后續磁選的渣鐵有效分離。優選地，所述的預還原段溫度為900°C 1200°C、還原一段溫度為1200°C 1300°C、還原ニ段溫度為1300°C 1400°C、均熱一段溫度為1300°C 1400°C、均熱ニ段溫度為 1200。。 1300。。。上述技術方案中，所述的轉底爐所采用的煤氣介質為焦爐煤氣、高焦混合煤氣或發生爐煤氣。作為上述技術方案的還ー種改進，所述步驟2)中轉底爐出來的900°C 1200°C高溫煙氣后接煙氣換熱裝置，通過煙氣換熱裝置對進爐空氣和烘干用空氣加熱。從換熱裝置出來的助燃風和二次風溫度為300°C 700°C，從換熱裝置出來的烘干用空氣溫度為750°C 1050°C，根據需要兌適量冷風后接到步驟I)和步驟2)的烘干エ序。上述技術方案中，所述步驟2)中制得的金屬化球団的溫度為800°C 1000°C。金屬化球團在轉底爐內經高溫還原后，從轉底爐出來的溫度為800°C 1000°C，這個溫度大小與還原溫度、出料方式及空氣溫度等有關系。現有多級磁選技木，是通過調整磁選機的磁場強度和梯度對物料進行磁選。這ー過程無法實現赤泥中Fe、Al元素共生結構有效分離。赤泥一般粒度較細，即便經過多級磁選，其磁選效果也不是很好，鐵的選出率低，所選鐵精粉的鐵品位低，Si、Al、Na等雜質含量高。這種鐵精粉不能作為正常原料直接進入燒結、高爐。本專利技術通過對赤泥含碳球團在轉底爐內1200°C 1400°C溫度下還原2(Γ60分鐘，實現赤泥中Fe、Al元素共生結構的有效分離和鐵晶粒長大，從而在后續磁選エ序中實現Fe、Al、Si的高效分離，也有利于提高鐵元素的選出率；同時，赤泥中的Na2O成分的升華溫度為1275°C，在還原過程中，90%以上的Na2O升華到煙氣中，隨煙氣進入除塵灰，會極大降低所提鐵精粉中Na2O含量，減少因Na2O進入燒結、高爐循環富集產生的堿害，有利于燒結、高爐的生產操作及設備維護。總之，這個專利技術就是通過高溫還原，使得赤泥中的Fe、Al元素共生結構有效分離、Na2O去除、鐵晶粒長大，最終在后續磁選エ序中得到質量滿足生廣的鐵精粉，且會提聞鐵的選出率。本專利技術的轉底爐直接還原聞鐵赤泥生廣鐵精粉的方法，通過I)對聞鐵赤泥進行供 干處理后，與還原劑按一定比例進行配料、混合、壓球，制得生球。2)濕球經篩分、烘干、再篩分后，進入轉底爐直接還原，制得金屬化球団。轉底爐900°C 1200°C高溫煙氣進煙氣余熱回收系統，從而實現熱能的高效利用。3)對金屬化球團進行冷卻、破碎、重選、磁選后，得到鐵精粉。本專利技術有效解決了聞鐵赤泥經多級本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，包括步驟：1）將高鐵赤泥進行烘干處理后，與還原劑按一定比例進行配料、混合、壓球，制得生球；2）上述的生球經篩分、烘干、再篩分后，進入轉底爐，在轉底爐內進行直接還原，制得金屬化球團；3）對上述的金屬化球團進行冷卻、破碎、重選、磁選后，制得鐵精粉；所述的鐵精粉的性能指標為：TFe＞60%、Al2O3＜2.0%、SiO2＜4.0%、Na2O＜0.3%，粒度小于74μm的部分≥70%。

【技術特征摘要】
1.ー種轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，包括步驟 1)將高鐵赤泥進行烘干處理后，與還原劑按一定比例進行配料、混合、壓球，制得生球； 2)上述的生球經篩分、烘干、再篩分后，進入轉底爐，在轉底爐內進行直接還原，制得金屬化球団； 3)對上述的金屬化球團進行冷卻、破碎、重選、磁選后，制得鐵精粉； 所述的鐵精粉的性能指標為TFe > 60%、Al2O3 < 2. 0%、SiO2 < 4. 0%、Na2O < O. 3%，粒度小于74 μ m的部分≥70%。2.如權利要求I所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，其特征在于所述的高鐵赤泥為拜耳法氧化鋁生產過程中經分選技術產生的殘渣，其組份及含量比例包括TFe 35% 42%、Al2O3 8% 20%、SiO2 4% 15%和Na2O 2% 10%，所述的高鐵赤泥中粒度小于74 μ m的部分> 80%。3.如權利要求I所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，其特征在于所述步驟I)中的高鐵赤泥的烘干處理采用鏈蓖機，烘干處理的烘干熱源來自本生產方法中產生的200°C 900°C的預熱空氣，烘干時間為10 40分鐘，烘干后的高鐵赤泥溫度為50°C 200°C，烘干后的高鐵赤泥水份小于12%。4.如權利要求3所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，其特征在于所述步驟I)中烘干處理的烘干熱源還包括發生爐煤氣。5.如權利要求I所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，其特征在于所述的還原劑為焦粉或煤粉,粒度< 1_。6.如權利要求I所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，其特征在于所述的混合的步驟采用可連續進料、連續出料的混料機進行混料。7.如權利要求I所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，其特征在于所述的壓球步驟采用高壓壓球機，生球直徑為8_ 40_。8.如權利要求I所述的轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建云，曾暉，白志剛，杜春峰，張炯，羅霞光，周小輝，周林，張英，張毅，
申請(專利權)人：萊蕪鋼鐵集團有限公司，
類型：發明
國別省市：