專利名稱：金屬化球團和還原鐵粉的制備方法
技術領域：
本發明涉及金屬化球團和還原鐵粉的制備方法，屬于冶金領域。
背景技術：
還原鐵粉通常是利用固體或氣體還原劑(焦炭、木炭、無煙煤、水煤氣、轉化天然氣、 分解氨、氫等)還原鐵的氧化物(鐵精礦、軋鋼鐵鱗等)來制取海綿狀的鐵。還原鐵粉的主要 用途有粉末冶金制品用還原鐵粉，此行業耗用還原鐵粉總量的60 80%;電焊條用還原鐵 粉，在藥皮中加入10 70%還原鐵粉可改進焊條的焊接工藝并顯著提高熔敷效率；化工用還 原鐵粉，主要用于化工催化劑，貴金屬還原，合金添加，銅置換等；切割不銹鋼還原鐵粉， 在切割鋼制品時，向氧-乙炔焰中噴射鐵粉，可改善切割性能，擴大切割鋼種的范圍，提高可 切割厚度。
目前，主要采用赫格納斯法生產還原鐵粉，該方法首先將提純的高品位鐵精礦(TFe》 70%)與固體還原劑(焦炭粉末或摻混10 15%石灰粉的無煙煤)裝填于耐火坩堝中，然后 在隧道窯內加熱到1150 125(TC，經過長時間還原(長達幾十個小時)后冷卻到20(TC左右 取出卸罐，經破碎磨選及干燥后獲得的海綿鐵粉用氨氣分解氣在耐熱的鋼帶式爐內進行還原 退火(退火溫度為800 90(TC)得到還原鐵粉。但該方法所用還原時間較長，能耗大，所需 鐵精礦的鐵含量較高，對于鐵含量較低的鐵精礦不適用，且該方法需要在密閉或無氧條件下 進行，對設備要求高，還會增加生產成本。
我國的鐵精礦特別是攀枝花地區的釩鈦鐵精礦由于鐵含量較低(一般為58%左右)，難 以利用其制取還原鐵粉，通常采用高爐熔煉的方式制取鐵水煉鋼，這種方法具有能耗高、污 染重、焦炭消耗大、成本高、流程冗長等缺點，且高爐渣中的鈦和釩難以得到有效利用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種不需要采取密閉或無氧措施的金屬化球團和還原 鐵粉的制備方法。
本發明所用的鐵精礦是指鐵含量》50%的普通鐵精礦(不含釩鈦的鐵精礦)或鐵含量》 25%的釩鈦鐵精礦。
本發明金屬化球團的制備方法，包括如下步驟
a、物料混合將鐵精礦、催化劑和還原劑按重量比l: Q.02 0.2: 0. 1 0.8混勻；其中，所述的催化劑為鈉鹽或鉀鹽，如氯化鈉、硫酸鈉、氯化鉀或硫酸鉀等；所述的還原劑 可采用常規還原劑，如焦炭、木炭、煤粉中至少一種；
b、 還原a步驟混勻后的物料于溫度800 140(TC下充分反應(一般情況下反應5 60min即可)；還原可在鏈篦機-回轉窯、豎爐或隧道窯等窯爐內進行；還原過程不需要任 何密閉或氣體保護措施，在空氣中(即氧含量為20%左右)進行即可；
c、 冷卻得到金屬化球團(金屬化率可達80%以上，可直接用于煉鐵和煉鋼)。 本發明還原鐵粉的制備方法，是將上述金屬化球團的制備方法制備而得的金屬化球團經
破碎、選礦得到還原鐵粉。
本發明金屬化球團和還原鐵粉的制備方法，可以采用較低品味(普通鐵精礦的鐵含量可 低至50%，釩鈦鐵精礦的鐵含量可低至25%)的鐵精礦進行生產，徹底解決了難以用較低品 位的鐵精礦制取金屬化球團和還原鐵粉的技術難題，其生產過程不需要任何密閉或氣體保護 措施，在空氣中(即氧含量為20%左右)即可實現還原鐵粉的生產，設備要求低，所生產的 金屬化球團可直接用于煉鐵和煉鋼。本發明方法無污染、鐵回收率高、成本低，所得還原鐵 粉的質量較高(還原鐵粉的純度可達96%以上)。為金屬化球團和還原鐵粉的制取提供了一 種新的選擇，具有廣闊的應用前景。


圖l為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式
本發明金屬化球團和還原鐵粉的制備方法，包括如下步驟
a、 物料混合將鐵精礦、催化劑和還原劑按重量比l: 0.02 0.2: 0. 1 0.8混勻；其
中，所述的催化劑為鈉鹽或鉀鹽，如氯化鈉、硫酸鈉、氯化鉀或硫酸鉀等；所述的還原劑 可采用常規還原劑，如焦炭、木炭、煤粉中至少一種；
b、 還原a步驟混勻后的物料于溫度800 140(TC下充分反應(一般情況下反應5 60min即可)；還原可在鏈篦機-回轉窯、豎爐或隧道窯等窯爐內進行；還原過程不需要任 何密閉或氣體保護措施，在空氣中(即氧含量為20%左右)進行即可；
c、 冷卻得到金屬化球團(金屬化率可達80%以上，可直接用于煉鐵和煉鋼)。 進一步的，為了縮短反應時間，提高生產效率，上述a步驟中所述的鐵精礦、鈉鹽和還
原劑的粒度優選為20 200目。
進一步的，為了提高還原速度，縮短還原時間，上述a步驟物料混合時還加入粘結劑， 各物料混勻后按常規方法造球、干燥，然后進入b步驟還原。造球的球團直徑一般為0.2 6厘米。其中，所述的粘結劑為常規鐵精礦造球用粘結劑，如膨潤土。粘結劑的用量為常規 用量，以滿足造球需要即可。
上述C、 d步驟所述的冷卻、破碎、選礦可以按本領域常規方法進行。如冷卻可采用吹 風冷卻、直接水淋泡或其他可達到冷卻效果的冷卻系統完成。為了縮短冷卻時間，有效防止 二次氧化，上述C步驟所述的冷卻優選采用用水噴淋或用水浸泡的方式冷卻。
本發明還原鐵粉的制備方法，是將上述金屬化球團的制備方法制備而得的金屬化球團經 破碎、選礦得到還原鐵粉。
進一步的，為了得到純度更高的還原鐵粉，可將所得還原鐵粉破碎至粒度200目以下， 然后于600 95(TC在氫氣氣氛下還原得到二次還原鐵粉。
進一步的，本發明還原鐵粉的制備方法中選礦的尾渣為釩鈦產品，經過再處理可回收鈦 和釩，實現礦產資源綜合利用。
下面結合實施例對本發明的具體實施方式
做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所 述的實施例范圍之中(下述實施例中的鐵含量、二氧化鈦含量均為質量百分含量)。
實施例l采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g普通鐵精礦(含鐵63%、粒度為-200目)、30g煤粉(粒度為-200目)、5g硫 酸鈉和1.8g膨潤土混勻，在130(TC的溫度下反應5分鐘，氣氛為含氧量小于18%。經過水冷 卻，得到品位為85%的金屬化球團，金屬化球團經破碎、選礦得到還原鐵粉，鐵的品位為 93.62%，回收率為78%;還原鐵粉破碎至粒度200目以下，然后于60(TC經過氫氣還原得到 鐵品位為97. 68%的二次還原鐵粉。
實施例2采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g普通鐵精礦(含鐵65%，粒度為-20目)、30g煤粉(粒度為-200目)、lg氯化 鉀和3g膨潤土混勻、造球、15(TC烘干，在130(TC的溫度下反應60分鐘，氣氛為含氧量小于 20%。經過水冷卻，得到品位為90%的金屬化球團，金屬化球團經破碎、選礦得到還原鐵粉 ，鐵的品位為94. 79%，回收率為82%;還原鐵粉破碎至粒度200目以下，然后于80(TC經過 氫氣還原得到鐵品位為98. 87%的二次還原鐵粉。
實施例3采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g釩鈦鐵精礦(含鐵57.25%， 二氧化鈦10.83%，粒度為-200目)、30g焦炭 粉(粒度為-20目)、15g氯化鈉和2.3g膨潤土混勻，在100(TC的溫度下反應60分鐘，氣氛為 含氧量小于16%。經過水冷卻，得到品位為78%的金屬化球團，金屬化球團經破碎、選礦得 到還原鐵粉，鐵的品位為90.28%，回收率為69%;還原鐵粉破碎至粒度200目以下，然后于85(TC經過氫氣還原得到鐵品位為96. 92%的二次還原鐵粉。 實施例4采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g釩鈦鐵精礦(含鐵56.68%， 二氧化鈦10.72%，粒度為-200目)、30g焦炭 粉(粒度為-200目)、5g硫酸鉀和1.2g膨潤土混勻、造球、15(TC烘干，在140(TC的溫度下 反應20分鐘，氣氛為含氧量小于17%。經過水冷卻，得到品位為83%的金屬化球團，金屬化 球團經破碎、選礦得到還原鐵粉，鐵的品位為95.66%，回收率為80%;還原鐵粉破碎至粒 度200目以下，然后于95(TC經過氫氣還原得到鐵品位為98. 55%的二次還原鐵粉。
實施例5采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g釩鈦鐵精礦(含鐵56.91%， 二氧化鈦12%，粒度為-200目)、30g煤粉(粒 度為-200目)、20g硫酸鈉和lg膨潤土混勻、造球、15(TC烘干，在130(TC的溫度下反應20分 鐘，氣氛為含氧量小于20%。經過水冷卻，得到品位為88%的金屬化球團，金屬化球團經破 碎、選礦得到還原鐵粉，鐵的品位為94.88%，回收率為83%;還原鐵粉破碎至粒度200目以 下，然后于85(TC經過氫氣還原得到鐵品位為98. 67%的二次還原鐵粉。
實施例6采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g釩鈦鐵精礦(含鐵57.46%， 二氧化鈦6.33%，粒度為-200目)、60g煤粉( 粒度為-200目)、5g硫酸鈉和1.8g膨潤土混勻、造球、15(TC烘干，在130(TC的溫度下反應 30分鐘，氣氛為含氧量小于20%。經過水冷卻，得到品位為82%的金屬化球團，金屬化球團 經破碎、選礦得到還原鐵粉，鐵的品位為95.45%，回收率為82%;還原鐵粉破碎至粒度 200目以下，然后于65(TC經過氫氣還原得到鐵品位為98. 32%的二次還原鐵粉。
實施例7采用本發明方法制備金屬化球團和還原鐵粉
將100g釩鈦鐵精礦(含鐵57.46%， 二氧化鈦6.33%，粒度為-20目)、50g煤粉( 粒度為-200目)、3g硫酸鉀和1.8g膨潤土混合、造球、15(TC烘干，在130(TC的溫度下反應 30分鐘，氣氛為含氧量小于20%。經過水冷卻，得到品位為80%的金屬化球團，金屬化球團 經破碎、選礦得到還原鐵粉，鐵的品位為93. 56%，回收率為77%;還原鐵粉破碎至粒度 200目以下，然后于75(TC經過氫氣還原得到鐵品位為98. 55%的二次還原鐵粉。
權利要求
1.金屬化球團的制備方法，其特征在于包括如下步驟a、物料混合將鐵精礦、催化劑和還原劑按重量比1∶0.02～0.2∶0.1～0.8混勻；其中，所述的催化劑為鈉鹽或鉀鹽；b、還原a步驟混勻后的物料于溫度800～1400℃下充分反應；c、冷卻得到金屬化球團。
2 根據權利要求l所述的金屬化球團的制備方法，其特征在于a步 驟中所述的還原劑為焦炭、木炭、煤粉中至少一種。
3 根據權利要求l所述的金屬化球團的制備方法，其特征在于所述 的鐵精礦、鈉鹽和還原劑的粒度為20 200目。
4 根據權利要求1 3任一項所述的金屬化球團的制備方法，其特征 在于a步驟物料混合時還加入粘結劑，各物料混勻后造球、干燥，然后進入b步驟還原。
5 根據權利要求4所述的金屬化球團的制備方法，其特征在于所述 的粘結劑為膨潤土。
6 根據權利要求l、 2、 3或5所述的金屬化球團的制備方法，其特征 在于c步驟所述的冷卻方式為用吹氣冷卻、水噴淋或用水浸泡冷卻。
7 根據權利要求4所述的金屬化球團的制備方法，其特征在于c步 驟所述的冷卻方式為用吹氣冷卻、水噴淋或用水浸泡冷卻。
8 還原鐵粉的制備方法，其特征在于由權利要求1 7任一項所述的金屬化球團的制備方法制備而得的金屬化球團經破碎、選礦得到還原鐵粉。
9 根據權利要求8所述的還原鐵粉的制備方法，其特征在于所得還 原鐵粉破碎至粒度200目以下，然后于600 95(TC在氫氣氣氛下還原得到二次還原鐵粉。
全文摘要
本發明涉及金屬化球團和還原鐵粉的制備方法，屬于冶金領域。本發明所解決的技術問題是提供了一種不需要采取密閉或無氧措施的制備金屬化球團和還原鐵粉的方法。本發明金屬化球團的制備方法，包括如下步驟a.物料混合將鐵精礦、催化劑和還原劑按重量比1∶0.02～0.2∶0.1～0.8混勻；b.還原混勻后的物料于溫度800～1400℃下充分反應；c.冷卻得到金屬化球團。金屬化球團經破碎、選礦即得到還原鐵粉。本發明金屬化球團和還原鐵粉的制備方法無污染、鐵回收率高、成本低，所得還原鐵粉的質量較高(還原鐵粉的純度可達96％以上)。為金屬化球團和還原鐵粉的制取提供了一種新的選擇，具有廣闊的應用前景。
文檔編號B22F9/16GK101586172SQ20091030406
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月6日 優先權日2009年7月6日
發明者何德武, 關曉偉, 冬 安 申請人:何德武;關曉偉;安 冬