D01:10.13374.isml00103x.2009.08.004 第31卷第8期 北京科技大学学报 Vol.31 No.8 2009年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ag2009 高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁 赵志龙唐惠庆郭占成 北京科技大学生态与循环治金教有部重点实验室.北京100083 摘要针对鄂西鲕状高磷铁矿难选、难治的特点，从该矿和矿相结构分析出发，在使用H$C计算化学软件的热力学模拟和具 体实验的基础上，提出了气基还原十电炉熔分治炼高磷铁矿的新型工艺.实验结果与H$C软件模拟结果吻合.实验室含P 1.28%的高磷铁矿通过C0还原后熔分，得到含P027%的低磷铁；通过H2还原后熔分，得到含P0.33%的低磷铁.由熔分 铁的SEM和EDS结果证实，P仍以夹杂物的形态存在，可以在熔分时通过去除铁水中夹杂物的方法进一步脱磷，以满足炼钢 的要求 关键词高磷铁矿；气基还原：熔分：脱磷 分类号TF111.3 Dephosphorization of high-level phosphorus iron ore by gas-based reduction and melt separation ZHAO Zhi-long.TANG Hui-qing,GUO Zhan-cheng Key Laboratory of the Miristry of Education of China for Ecological and Recyek Metallurgy,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT The traditional methods of mineral and metallurgical processes are very difficult in treating the highlevel phosphorus iron ore from west Hubei Province of China to meet the requirementsof the iron and steel industry.A new technical route,gasbased reduction and electical furnace met separation,w as proposed and demonstrated.Based on the mineral phases,thermody namic simu- lation performed with HSC)was carried out first,and then gasbased reduction experiment and electrical furnace melt separation ex- periment were conducted.Gasbased reduction results agree w ith the numerical simulation.The phosphorus content decreases from 1.28%in the ore sample to Q 27%in the final metal sample by using CO eduction and met separations and it decreases from 1.27%in the ore sample to Q 33%in the final metal sample by using H2 reduction.The melt separation SEM and EDS analyses of metal samples after melt separation show P exists as impurities These impurities can be removed by refining methods in the melting stage to meet the requirements of steelmaking. KEY WORDS high phosphorus iron ore;gas-based reduction melt separations dephosphorization 随着世界上高品位铁矿资源日益枯竭，天然富 复合共生矿资源的利用，这也是解决我国铁矿石资 矿，块矿越来越少，国际矿价飞速上涨，从2003年到 源安全稳定供给的根本途径 2008年，国际铁矿石基准价格涨幅分别为8.9%、 全球有数百亿吨高磷铁矿，在我国的湘、鄂地区 18.62%、715%、19%,9.5%和651，涨幅直逼 和长江流域，均埋藏大量含磷铁矿石，其中鄂西地区 中国钢铁行业承受的极限，优质、低价的铁矿资源供 铁矿资源十分丰富，己探明储量约40亿？；由于 应问题已成为中国钢铁企业发展的瓶颈.因此，我 无法将矿石中的磷脱至合格水平，鄂西高磷铁矿始 国要解决铁矿石资源短缺问题，必须着眼于低品位、 终没有被开发利用.如何成功脱磷，提高铁矿的品 收稿日期：200810-21 基金项目：国家自然科学基金委与上海宝钢集团公司联合基金重点资助项目(N。.50834007):中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家 重点实验室资助项目 作者简介：赵志龙(1984一)，男.顾士研究生：郭占成(1963一）男，教授，博士生导师，上maik zcguo@metall.ust b.cdu.m高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁 赵志龙 唐惠庆 郭占成 北京科技大学生态与循环冶金教育部重点实验室, 北京 100083 摘 要 针对鄂西鲕状高磷铁矿难选、难冶的特点, 从该矿矿相结构分析出发, 在使用 HSC 计算化学软件的热力学模拟和具 体实验的基础上, 提出了气基还原+电炉熔分冶炼高磷铁矿的新型工艺.实验结果与 HSC 软件模拟结果吻合.实验室含 P 1.28%的高磷铁矿通过 CO 还原后熔分, 得到含 P 0.27 %的低磷铁;通过 H2 还原后熔分, 得到含 P 0.33%的低磷铁.由熔分 铁的 SEM 和 EDS 结果证实, P 仍以夹杂物的形态存在, 可以在熔分时通过去除铁水中夹杂物的方法进一步脱磷, 以满足炼钢 的要求. 关键词 高磷铁矿;气基还原;熔分;脱磷 分类号 TF111.3 Dephosphorization of high-level phosphorus iron ore by gas-based reduction and melt separation ZHAO Zhi-long, TANG Hui-qing, GUO Zhan-cheng Key Laboratory of the Ministry of Education of China for Ecological and Recycle Met allurgy, Universit y of S cience and Technology Beijing, Beijing 100083, China ABSTRACT The traditional metho ds o f mineral and metallurgical processes are very difficult in treating the hig h-level phosphorus iron ore from west Hubei Province of China to meet the requirements o f the iron and steel industry.A new technical route, gas-based reduction and electrical fur nace melt separation, w as proposed and demonstrated .Based on the mineral phases, thermody namic simu￾la tio n ( performed with HSC) was carried out first, and then gas-based reduction ex periment and electrical furnace melt separatio n ex￾periment were conducted.Gas-based reduction results agree w ith the numerical simulation .The phosphorus co ntent decreases from 1.28% in the ore sample to 0.27 % in the final metal sample by using CO reduction and melt separation;and it decreases from 1.27% in the o re sample to 0.33 %in the final metal sample by using H2 reduction .The melt separation SEM and EDS analy ses of metal samples after melt separation show P exists as impurities.These impurities can be removed by refining methods in the melting stag e to meet the requirements of steelmaking. KEY WORDS high phosphorus iro n ore;g as-based reductio n;melt separation;dephosphorization 收稿日期:2008-10-21 基金项目:国家自然科学基金委与上海宝钢集团公司联合基金重点资助项目( No .50834007) ;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家 重点实验室资助项目 作者简介:赵志龙( 1984—) , 男, 硕士研究生;郭占成( 1963—) 男, 教授, 博士生导师, E-mail:zcguo @metall.ustb.edu.cn 随着世界上高品位铁矿资源日益枯竭, 天然富 矿、块矿越来越少, 国际矿价飞速上涨, 从 2003 年到 2008 年, 国际铁矿石基准价格涨幅分别为 8.9 %、 18.62 %、71.5 %、19 %、9.5 %和 65 %[ 1] , 涨幅直逼 中国钢铁行业承受的极限, 优质、低价的铁矿资源供 应问题已成为中国钢铁企业发展的瓶颈.因此, 我 国要解决铁矿石资源短缺问题, 必须着眼于低品位 、 复合共生矿资源的利用, 这也是解决我国铁矿石资 源安全稳定供给的根本途径 . 全球有数百亿吨高磷铁矿, 在我国的湘、鄂地区 和长江流域, 均埋藏大量含磷铁矿石, 其中鄂西地区 铁矿资源十分丰富, 已探明储量约 40 亿 t [ 2] ;由于 无法将矿石中的磷脱至合格水平, 鄂西高磷铁矿始 终没有被开发利用 .如何成功脱磷, 提高铁矿的品 第 31 卷 第 8 期 2009 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.8 Aug.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.08.004