一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法技术

本发明专利技术公开了一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法，属于冶金工程和矿物工程技术领域。该方法具体为：利用球磨顽石中高硅低铁成分特点，以及硬度和冶金性能，取代高炉炉料中部分含铁原料和硅石，将其同高碱度烧结矿、硅石、焦炭、含铁块矿等一同配矿供给高炉，生产铁水。一方面回收利用了选矿球磨机顽石，解决了球磨顽石堆存占用土地的环境问题，另一方面减少了采购含铁块矿和硅石，达到降低铁水生产成本的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法
本专利技术涉及冶金工程和矿物工程
，具体涉及一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法，特别是一种将铁矿石选矿磨矿过程产生的高硅低铁球磨顽石投入高炉进行回收利用的方法。
技术介绍
我国高炉炉料以高碱度烧结矿为主，配入硅石、天然块矿和球团矿等酸性炉料。如某炼铁厂采用的炉料结构为约67%的高碱度烧结矿配入约23%的球团矿、8%的天然块矿和2%的硅石。冶炼时，高碱度烧结矿、硅石、天然块矿和球团矿以及焦炭从炉顶加入，同时将热空气鼓入炉内。在高温下，各反应物充分接触反应，去掉杂质即可得到金属铁（生铁）。高炉内基本反应为：a.焦炭产生CO提供能量：C+O2→CO2↑，CO2+C→2CO↑；b.高温下，CO将Fe从铁矿物中还原出来：Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2↑，Fe3O4+4CO→3Fe+4CO2↑；c.石灰石与SiO2反应，转变为炉渣：CaO+SiO2→CaSiO3。在现有的炼铁工艺中，通常是将SiO2含量大于95%的硅石整粒后加入高炉进行造渣。球磨顽石是选矿磨矿过程中排放的10-60mm废石，属于工业固体废弃物。由于其硬度高，难以磨碎，无法返回流程回收利用而进行堆存。随着选矿球磨机处理能力的提高，球磨顽石产生数量逐年增加。个别选矿厂针对球磨顽石难磨而影响球磨机处理能力的问题，或单独购置破碎系统，将该球磨顽石破碎然后返回球磨机利用；或将部分球磨顽石用于电炉，代替含铁含硅物料生产铁合金，取得了较好的经济效益，但前者成本较高，后者由于受铁合金生产规模等影响，只能消耗部分球磨顽石，另一部分仍处于堆存状态，除了产生堆存费用，还造成了环保压力和资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述已有技术的缺陷，提供一种将高硅低铁球磨顽石投入高炉使用的回收利用方法，降低高炉炉料成本和球磨顽石处理成本，降低环保压力，实现废弃资源的有效利用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法，具体包括以下步骤：A.筛选满足以下要求的球磨顽石：以重量百分比计，SiO2＞28%、Fe＞15%且（Fe2O3+SiO2）≥70%或（Fe2O3+Fe3O4+SiO2）≥68%，S＜0.5%、P＜0.2%，10-60mm粒级占90%以上；B.对步骤A中球磨顽石进行筛分，使其中5mm以下粒级含量＜10%，为了取消后续的筛分作业，直接利用球磨顽石入高炉，可以在球磨机排矿绞笼处喷水冲洗球磨顽石，去除沾粘的细粒级，直接得到合格粒级；若高炉主要利用球磨顽石中国Fe元素，可以利用重选方法，去除低铁高硅物质，提高球磨顽石中铁品位；C.根据球磨顽石成分和高炉炉料结构，在高炉中配入炉料占比＞0.6%的球磨顽石，熔炼3-8h，除去熔炼后的固体残渣，即可得到铁水。进一步地，上述球磨顽石的平均硬度＞2200N，矿石的爆裂率＜1.5%，还原度＞50%。步骤B中，重选的精矿品位大于40%时，选比大于1.5；重选方法为磁选或跳汰。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术釆用铁矿石选矿厂球磨机排出的无法利用的球磨顽石代替含铁块矿和部分硅石，使其作为高炉生产铁水所需铁和硅的供体，并根据球磨顽石的硅、铁含量以及所需生产的铁水中铁、硅的含量，确定高炉炉料中球磨顽石的配入比例生产铁水，为球磨顽石的回收利用提供了一种新途径。2、本专利技术利用高炉处理能力大的优点，充分回收利用了球磨顽石中的有价成分，彻底解决了球磨顽石资源浪费、占地堆存的问题，同时降低了高炉炉料成本和球磨顽石处理成本，降低了环保压力。3、本专利技术球磨顽石的SiO2含量大于28%，铁含量大于15%，且（Fe2O3+SiO2）≥70%或（Fe2O3+Fe3O4+SiO2）≥68%，有害元素含量低，可以减少渣量，降低高炉炼铁生产能耗。附图说明图1为本专利技术实施方式中球磨顽石的XRD图谱。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术球磨顽石的回收利用方法作进一步详细说明。本实施方式中球磨顽石的主要成分构成如表1和图1所示，图1为球磨顽石的XRD图谱，其中Theta(θ)是指布拉格衍射角。表1和图1中数据显示，球磨顽石中含铁30.39%，折合Fe2O3含量为44.99%；SiO2含量为34.93%，（Fe2O3+SiO2）＝79.92%，表明顽石成分主要为铁矿物和硅的氧化物，S元素主要来自重晶石，根据研究结果，对铁水S含量影响极小；将该球磨顽石在球磨机排矿绞笼处进行喷水冲洗晾干后，其中5mm以下粒级含量为7%。表1球磨顽石成分及粒度/%(1)常温下强度检测顽石强度在3000-14000N/球之间，平均强度7000N/球以上。(2)冶金性能检测球磨顽石冶金性能测定结果见表2。表2球磨顽石冶金性能（％）从表2可知，该球磨顽石爆裂率和还原度满足高炉生产使用条件。应用例1将某选矿厂供电炉使用后余下的4万吨球磨顽石投入高炉使用，可以替代高炉的部分硅石和含铁块矿，现将球磨顽石替代高炉的硅石，在满足高炉的碱负荷标准下，进行配料，成本变化情况见表3。表3球磨顽石入高炉配料后成本变化情况从表3中可知，配入球磨顽石后，高炉炉料结构基本不变，高炉入炉品位下降0.31%、硫负荷升高0.17kg/t、磷负荷下降0.14kg/t、K2O负荷下降0.24kg/t、Na2O负荷下降0.02kg/t、铁料成本降低6.72元/t。应用例2将上述某选矿厂4.2万吨球磨顽石重选提高铁品位，重选后指标见表4，精矿品位45%时，选比为2，原矿重选成本12元/吨；生产精矿为2.1万吨，再投入高炉使用，可以替代高炉的部分硅石和含铁块矿，现将球磨顽石替代高炉的硅石，在满足高炉的碱负荷标准下，进行配料，成本变化情况见表5。表4某选厂球磨吐块重选精矿多元素分析（%）表5重选精矿入高炉配料后成本变化情况从表5中可知，配入球磨顽石重选精矿后，重选要增加成本，但是高炉炉料结构基本不变，高炉入炉品位只下降0.01%、硫负荷升高0.17kg/t、磷负荷下降0.14kg/t、K2O负荷下降0.24kg/t、Na2O负荷下降0.02kg/t、铁料成本降低9.42元/t。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法，其特征在于包括以下步骤：A.筛选满足以下要求的球磨顽石：以重量百分比计，SiO2＞28%、Fe＞15%且（Fe2O3+SiO2）≥ 70% 或（Fe2O3+ Fe3O4+SiO2）≥ 68%，S＜0.5%、P＜0.2%，10‑60mm粒级占90%以上；B. 对步骤A中球磨顽石进行筛分，使其中5mm以下粒级含量＜10%，然后在球磨机排矿绞笼处进行喷水冲洗；若高炉主要利用球磨顽石中Fe元素，则通过重选去除低铁高硅顽石；C. 根据球磨顽石成分和高炉炉料结构，在高炉中配入炉料占比＞0.6%的球磨顽石，熔炼3‑8h，除去熔炼后的固体残渣，即可得到铁水。

【技术特征摘要】
1.一种高硅低铁球磨顽石的回收利用方法，其特征在于包括以下步骤：A.筛选满足以下要求的球磨顽石：以重量百分比计，SiO2＞28%、Fe＞15%且（Fe2O3+SiO2）≥70%或（Fe2O3+Fe3O4+SiO2）≥68%，S＜0.5%、P＜0.2%，10-60mm粒级占90%以上；B.对步骤A中球磨顽石进行筛分，使其中5mm以下粒级含量＜10%，然后在球磨机排矿绞笼处进行喷水冲洗；若高炉主要利用球磨顽石中Fe元素，则通过重选去除低铁高硅顽石；C.根据球磨顽石成分和高炉炉料结构，在高炉中配入炉料占比＞0.6%的球磨顽石，熔炼3-8h...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志荣，蒋心泰，蔡浩，田开慧，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62