难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈与突破

难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈与突破第1页/共48页报告提纲1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈3难选铁矿石直接还原选矿工艺生产成本4预期目标第2页/共48页鲕状赤铁矿石1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状第3页/共48页鲕状赤铁矿石1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状第4页/共48页1.1磁化焙烧选矿工艺研究2004年，褐铁矿磁化焙烧选矿工艺以煤为还原剂，实验室马弗炉，在750~1000℃还原褐铁矿；磨矿，弱磁选，得到铁精矿。2005年，云南无定鱼子甸高磷鲕状赤铁矿磁化焙烧选矿工艺脱磷工艺研究；2007年设计建设100t/d流化床磁化焙烧工业试验生产线，2008年建成；在脱磷工艺条件下实现了直接还原。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状第5页/共48页1.1磁化焙烧选矿工艺研究1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状武定磁化焙烧流化床第6页/共48页1.2直接还原选矿工艺研究直接还原选矿工艺以煤为还原剂，添加脱磷助还原剂，实验室马弗炉，1000~1200℃还原铁矿石；磨矿，弱磁选，得到不纯金属铁粉末—粉末铁。2008年，昆钢惠民铁矿高磷富氧化矿直接还原选矿工艺扩大试验实验室扩大性回转窑；工业生产海绵铁隧道窑。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状第7页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验回转窑第8页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第9页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第10页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第11页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第12页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第13页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第14页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第15页/共48页1.3直接还原选矿工艺扩大试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状昆钢扩大试验隧道窑第16页/共48页扩大试验结果2008年6月完成昆钢惠民铁矿富氧化矿（TFe41.64％，P1.04％，SiO218.94％，褐煤）直接还原工艺扩大试验，粉末铁品位92.17%，含P0.072%，铁回收率90.33%。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状1.3直接还原选矿工艺扩大试验第17页/共48页粉末铁技术指标成分TFePSSiO2Al2O3MgO含量/%92.460.050.0651.762.180.092成分CaONa2OK2OTiO2MnO含量/%0.870.700.210.0380.0421难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状1.3直接还原选矿工艺扩大试验第18页/共48页1.4直接还原选矿工艺工业试验2009年9月，唐山，隧道窑直接还原选矿工艺工业试验以煤为还原剂，天然气为燃料，70m隧道窑，在1000~1200℃还原赤铁矿；实验室磨矿，弱磁选，得到粉末铁。2010年9月，济南，隧道窑直接还原选矿工艺工业试验以煤为还原剂，人造煤气为燃料，80m隧道窑，在1000~1200℃还原贵州含磷鲕状赤铁矿、内蒙古含磷赤铁矿、赤泥、铜炉渣；实验室磨矿，弱磁选，得到粉末铁。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状第19页/共48页1.4直接还原选矿工艺工业试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状唐山隧道窑直接还原工业试验第20页/共48页1.4直接还原选矿工艺工业试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状济南隧道窑直接还原工业试验第21页/共48页1.4直接还原选矿工艺工业试验1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状济南隧道窑直接还原工业试验第22页/共48页工业试验结果2009年9月完成伊朗铁矿石（TFe58.55%，烟煤）直接还原工艺工业试验，粉末铁品位88%，铁回收率98%。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状1.4直接还原选矿工艺工业试验第23页/共48页工业试验结果2010年11月完成贵州三都县丰乐铁矿（TFe24%，P0.65%，烟煤）、内蒙古苏尼特右旗朱日和铁矿（TFe30%，P0.60%，烟煤）、山东魏桥铝业赤泥（TFe26%，烟煤）直接还原工艺工业试验，粉末铁品位和回收率均大于92%，含P小于0.07%。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状1.4直接还原选矿工艺工业试验第24页/共48页山东大展冶金科技有限公司2012年8月建成山东魏桥铝业赤泥直接还原工艺300t/d工业应用示范工程。深圳市锦鸿矿业投资有限公司2013年3月建成贵州三都县丰乐铁矿直接还原工艺1000t/d工业生产线。1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状1.5直接还原选矿工艺工业生产第25页/共48页1.5直接还原选矿工艺工业生产1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状滨州隧道窑直接还原示范工程第26页/共48页1难选铁矿石直接还原选矿工艺研究现状1.6北京科技大学授权发明专利第27页/共48页2.1原则工艺流程

原矿

破碎

还原焙烧

磨矿

磁选脱水成型

产品2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈第28页/共48页破碎机与筛分机直接还原设备球磨机与分级机磁选机过滤机烘干机，成型机2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.2主要设备第29页/共48页直接还原设备的选择隧道窑回转窑转底炉竖炉流化床矿热电炉2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.3工程化技术瓶颈第30页/共48页关键装备研究竖炉-酒钢桦树沟镜铁矿块矿竖炉磁化焙烧工业生产。回转窑-陕西大西沟矿业有限责任公司菱铁矿磁化焙烧工业生产。转底炉-四川龙蟒集团钒钛磁铁矿转底炉直接还原工艺工业试验。流化床-中科院过程所云南曲靖褐铁矿工业试验。改良隧道窑-采用喷煤燃烧、压块壳膜技术和循环水处理技术改良后，保证还原效果，提高处理能力，节能环保。2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.4工程化技术瓶颈的突破第31页/共48页改良型隧道窑高能耗—节能喷煤燃烧技术加强窑体保温压块成壳技术余热利用2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.4工程化技术瓶颈的突破高污染—环保隧道窑微负压燃烧技术烟气脱硫除尘环水烟气中和低产能—结构压块成壳技术大断面隧道窑第32页/共48页2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.4工程化技术瓶颈的突破压块成壳技术第33页/共48页2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.4工程化技术瓶颈的突破压块成壳技术第34页/共48页2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.4工程化技术瓶颈的突破压块成壳技术第35页/共48页2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.4工程化技术瓶颈的突破大断面隧道窑第36页/共48页山东大展冶金科技有限公司2012年8月建成山东魏桥铝业赤泥直接还原工艺300t/d工业应用示范工程深圳市锦鸿矿业投资有限公司2013年3月建成贵州三都县丰乐铁矿直接还原工艺1000t/d工业生产线2难选铁矿石直接还原选矿工艺工程化技术瓶颈2.5工程化实施第37页/共48页3难选铁矿石直接还原选矿工艺生产成本原矿开采生产成本破碎筛分生产成本直接还原生产成本磨矿磁选生产成本粉末铁（精矿）脱水生产成本粉末铁干燥压块生产成本尾矿处理生产成本第38页/共48页

项目明细用量（t）单价金额主要材料（单价：元/t）还原剂煤0.15900135助还原剂JZQ-F20.2020040抗氧化保护层0.1030030工人工资及社保工资定员30人2520元/人月5动力费燃煤（单价：元/t）0.15900135电（单价：元/kW·h）30kW·h0.7021合计———366300t/d难选铁矿直接还原工段生产成本单位：元3难选铁矿石直接还原选矿工艺生产成本第39页/共48页（1）相似产品质量标准本项目产品-粉末铁压块产品质量相当于冶金行业炼钢用直接还原铁（海绵铁，DRI）、炼钢生铁和铸造用铸造生铁，也可以替代废钢。

冶金行业炼钢用《直接还原铁标准》（YB/T4170-2008）；《炼钢生铁国家标准》（GB717-82）；《废钢铁国家标准》（GB4223-2004，熔炼用废钢）。冶金行业铸造用《铸造生铁国家标准》（GB717-82）。4预期目标第40页/共48页（2）粉末铁产品市场定价粉末铁压块属于新技术产品，性质与海绵铁相近，可替代废钢用于炼钢，相当于炼钢海绵铁（TFe90%～TFe92%）和炼钢生铁（L8-10）；也可以用于铸造，相当于铸造生铁（Z18）；大量生产后由于产品质量稳定，冶金性能优于废钢。目前可将粉末铁压块的市场价格定价为3000元/t。4预期目标第41页/共48页（3）用于其它资源开发利用适用于钒钛磁铁矿，得到粉末铁、高钛渣和氧化钒，铁、钛回收率≥92%，钒回收率≥85%。适用于红土镍矿，得到镍铁合金，铁、镍回收率≥92%。适用于高铁铝土矿，得到粉末铁和氧化铝，铁回收率≥92%，氧化铝回收率≥80%适用于赤泥，铜炉渣等含铁固体废物资源化利用，得到粉末铁，铁回收率≥90%。4预期目标第42页/共48页（4）创新点以煤为还原剂将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，金属化率≥95%；还原温度较低，还原时间较短（1150~1200℃，3~9h）；采用脱磷助还原剂，在磨矿与弱磁选过程中同步脱磷；采用改良型隧道窑，节能环保；采用弱磁选回收金属铁，分离成本低；资源利用率高（铁回收率＞90%）；粉末铁（TFe≥90%）压块后可作为炼钢原料，利用价值高。适用于钒钛磁铁矿、红土镍矿、高铁铝土矿等资源的高效开发利用。适用于高铁赤泥、铜炉渣等高铁固体废物的资源化利用。4预期目标第43页/共48页（5）其他研究湖北恩施、宜昌，贵州三都、独山、赫章，云南武定、惠民，河北宣化，湖南洞口，山西昔阳，广西苹果等地的高磷鲕状赤铁矿马钢姑山铁矿及尾矿，山东华联尾矿，包钢选矿厂强磁精矿山东凤翔铜业铜炉渣，山东魏桥铝业赤泥广西钒钛磁铁矿和高铁铝土矿印度尼西亚红土镍矿和海滨砂钒钛磁铁巴基斯坦褐铁矿，埃塞俄比亚鲕状赤铁矿4预期目标第44页/共48页获得主要支持深圳市锦鸿矿业投资有限公司天津市进口物资供应公司山东金都大展集团有限公司山东华联矿业股份有限公司广西防城港世统源国际贸易有限公司北京