资源综合利用实例.ppt

云南高磷铁矿选冶新技术设想 资源的短缺性 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。 科学发展观 “积极开发利用国内贫矿资源。” 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。 部分云南高磷矿资源 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％。 HIsmelt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：Rio Tinto，纽克、三菱、首钢; 近期投产。 HIsmelt工艺发展简述 示范工厂实际数据 HIsmelt工艺原理 HIsmelt工艺原理示意图 典型HIsmelt铁水、炉渣和炉顶煤气成份 HIsmelt工艺反应过程特点 HIsmelt工艺设备特点 HIsmelt工艺的原料适应性 HIsmelt工艺的缺点 HIsmelt工艺的现状评价 HIsmelt示范厂 HIsmelt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％。 投资比较 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。 底吹转炉吹炼过程钢水成分变化 双渣操作： 一次渣：0～14min； 二次渣：14～18min。 后吹脱磷。 炉渣可以用于生产磷肥 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。 新流程（1） 新流程（2） 磷肥组成 高炉生产成本比较 转炉冶炼成本比较 主要研究内容 云南高磷铁矿选矿（生产高品位铁精矿）技术研究； HIsmelt熔融还原炼铁及铁水脱磷技术研究； 高磷铁精矿配加低磷矿烧结技术研究； 高炉采用高磷铁精矿（配加部分低磷矿）冶炼技术研究； 高磷铁水顶底复吹炼钢工艺技术研究； 炼钢炉渣（“一次渣”和“二次渣”）制作磷肥和循环再利用技术研究。 * * 翁宇庆：落实科学发展观，中国金属学会2005年工作会仪，北京 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。” 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 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 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 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 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 全部使用粉矿和非焦煤，可利用低价资源