资源综合利用实例

云南高磷铁矿选冶新技术设想1资源的短缺性翁宇庆：落实科学发展观，中国金属学会2005年工作会仪，北京2大量进口铁矿石2004年进口2.08亿吨；进口铁矿石价格近乎“翻番”；导致港口、铁路、公路、船运紧张，运价上升；钢厂成本提高；钢材价格上升。3科学发展观“积极开发利用国内贫矿资源。”中共十六大报告指出：中央进一步提出：“走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环镜污染少，人力资源得到充分发挥的新型工业化路子。”中国钢铁工业协会提出：“大力发展循还经济，建设节约性社会。”4云南省丰富高磷铁矿资源云南高磷铁矿资源：储量大（超过10亿吨）；铁品位较高（选矿后精矿品位达60％。不能利用的原因：铁矿石磷含量高（超过1.3％）；由高磷铁矿生产的高磷铁水不能用于炼钢。5部分云南高磷矿资源6高炉采用高磷矿生产高磷铁水炉料中磷几乎100％还原；如铁矿石T.Fe为60％，炉料磷含量为1.5％；铁水[P]大约为2.3％。7HIsmelt熔融还原工艺工业试验已取得成功；目前在澳大利亚西部Kwinana建设年产80万吨的工业示范厂；合资方：RioTinto，纽克、三菱、首钢;近期投产。8HIsmelt工艺发展简述直接使用粉矿、粉煤和1200C热风不用氧气，用22NM3/t天然气

1991年，开始试验，持续七年正建设80万吨/年示范厂高二次燃烧率向熔池传热，55～65％用CIRCOFER流化床预还原铁矿粉，10～25％还原度

1997年，竖式熔融还原炉（炉缸直径2.7m）取代底吹喷煤卧式铁浴炉，132天试验，最长连续时间38天，先后生产铁水约2万吨

2002年，HIsmelt、Nucor澳大利亚、三菱MC、首钢国际合资在西澳Kwinana建试验厂。炉缸直径6m，年产80万t/年，商业化示范工厂，2004年4季度投产9示范工厂实际数据炉缸直径6.5m

煤耗：650～700kg/t铁氧耗：270m3/t铁多种矿石预处理方案，对应不同指标10HIsmelt工艺原理喷枪向熔渣层内喷吹～6mm铁矿粉、溶剂和煤粉炉顶喷吹高温富氧热风，与熔池逸出的CO、H2二次燃烧，释放热量，在强烈的渣铁喷溅搅拌中完成热传递，熔化喷入的固体原料特点：炉内氧化性强，炉渣脱磷效果良好，非常适合冶炼高磷铁矿生产出的铁水磷低、硫高、几乎不含硅，不适合直接供传统的炼钢流程，要添加硅铁、锰铁并进行炉外脱硫后才能炼钢

100kPa压力下工作，铁水经虹吸排出至感应保温加盖前炉，定期从渣口出渣11HIsmelt工艺原理示意图12典型HIsmelt铁水、炉渣和炉顶煤气成份13HIsmelt工艺反应过程特点矿粉和煤粉喷入铁水溶解[C]直接与液态的(FeO)反应，反应速度快熔融还原反应产生大量上浮气体，搅拌熔池，传热传质条件极佳液相温度梯度小（30），视为等温熔融反应其他14HIsmelt工艺设备特点结构简单，炉体体积和高度较小熔融还原炉本体为新设计热风炉和喷煤系统均为传统高炉技术投资成本和维修成本低无需焦炉和烧结，环保水平高其他15HIsmelt工艺的原料适应性全部使用粉矿和非焦煤，可利用低价资源尤其可使用高磷铁矿波特满高磷铁矿：8～8.5；非焦煤：40

在富产高磷铁矿的地区有很强生命力16HIsmelt工艺的缺点中试少，产量低实际生产指标不够理想铁水成份没达到炼钢生铁标准渣中(FeO)高，耐材寿命低（12～18个月）

17HIsmelt工艺的现状评价

50年来，直接使用铁矿粉和氧气的熔融还原炼铁工艺都以失败告终，原因：耐材侵蚀快，铁损高，经济上不合算

HIsmelt并无突破无人具有投资的信心18HIsmelt示范厂19HIsmelt具备脱磷能力使用含磷0.12%铁矿，铁水[P]含磷低于0.04%，如采用传统高炉，铁水[P]则会0.2％；脱磷率高达80％。T.Goldsworthy,etal.,2003中国钢铁年会文集，p.60420投资比较国内莱芜钢铁公司已草签了引进协仪。21底吹转炉吹炼高磷铁水技术西欧地区（法国、卢森堡、比利时等）有丰富的高磷铁矿资源；由高磷铁矿生产的高炉铁水[P]含量在1.5～2.0％；西欧诸国先后采用空气底吹、氧气底吹、顶底复吹工艺成功吹炼高磷铁水。22底吹转炉吹炼过程钢水成分变化《转炉炼钢》，冶金工业出版社，1974，p204双渣操作：一次渣：0～14min；二次渣：14～18min。后吹脱磷。23炉渣可以用于生产磷肥《转炉炼钢》，冶金工业出版社，1974，p204终渣成分：24高磷铁水吹炼关键技术利用“后吹”脱磷：[C]低于0.15%后为主要脱磷期；炉渣FetO含量高；高碱度炉渣（大于5）充分熔化。“双渣”工艺：“一次渣”：0～14min，炉渣P2O5含量15～20％；“二次渣”：14～18min，炉渣P2O5含量5％左右。防止“回磷“：采用”倒包“方法。25

新流程（1）生产磷肥炉渣返回HIsmelt26新流程（2）炉渣返回利用生产磷肥高炉27磷肥组成28高炉生产成本比较29转炉冶炼成本比较30主要研究内容云南高磷铁矿选矿（生产高品位铁精