專利名稱：一種難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)及焙燒工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工、冶金領(lǐng)域，特別涉及采用循環(huán)流化床對褐鐵礦、菱鐵礦、沉積型赤鐵礦等難選鐵礦石粉體進行磁化焙燒的系統(tǒng)及焙燒工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求持續(xù)大幅增加，我國國內(nèi)鐵礦供應(yīng)嚴(yán)重短缺，2009年進口鐵礦石量已達6. 3億噸，對外依存度超過60%。對國外鐵礦石的過度依賴使我國鋼鐵工業(yè)受制于人，危及國民經(jīng)濟的健康穩(wěn)定運行，蘊含著極大的鐵礦石供應(yīng)危機。突破上述資源供應(yīng)危機的根本出路在于通過技術(shù)創(chuàng)新利用我國現(xiàn)有技術(shù)難以利用的大量復(fù)雜難選鐵礦石資源。我國的鐵礦石儲量中97%為貧礦，其中常規(guī)重選、磁選及浮選技術(shù)難以有效處理的鐵礦石資源，包括褐鐵礦、菱鐵礦、沉積型赤鐵礦等在內(nèi)有近200億噸。對這些難選鐵礦石，可通過磁化焙燒將其中弱磁性的鐵氧化物轉(zhuǎn)化成強磁性的人工磁鐵礦，再繼以弱磁選實現(xiàn)鐵礦物與脈石的分離，是難選鐵礦分選的有效方法。國內(nèi)外對磁化焙燒進行過很多研究，包括豎爐(如中國發(fā)明專利ZL98114198. 6)， 回轉(zhuǎn)窯(如英國專利GB960725，中國發(fā)明專利申請200610017607. 6等)，流化床(如中國發(fā)明專利申請92113333. 2，中國發(fā)明專利ZL200610114726. 3等)。英國專利GB1008938公開了一種鐵礦磁化焙燒工藝，該工藝主要由兩個多層流化床反應(yīng)器組成，第一個反應(yīng)器分三層，礦石進入第一個反應(yīng)器的上層預(yù)熱，通過溢流管進入第一個反應(yīng)器中層完成脫水、氧化等反應(yīng)，然后再通過第一個反應(yīng)器中層的溢流口流入第二個反應(yīng)器的上層，在其中完成磁化焙燒反應(yīng)，然后焙燒鐵礦石粉通過溢流管進入第二個反應(yīng)器的下層，第二個反應(yīng)器下層內(nèi)設(shè)有換熱套管，冷的鐵礦粉在套管內(nèi)以稀相與焙燒鐵礦石粉進行換熱，在第二個反應(yīng)器下層的上部噴入汽油，汽油裂解產(chǎn)生的還原性氣體提供第二個反應(yīng)器上層磁化焙燒所需氣氛，焙燒后的尾氣(還原性)與上部設(shè)置盤管內(nèi)的空氣及汽油換熱回收部分顯熱后排空。該工藝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只回收了焙燒鐵礦石粉的部分顯熱，沒有回收焙燒尾氣中還原性氣體的潛熱。中國發(fā)明專利申請20061003M84.3公開了一種鐵礦石磁化焙燒工藝，煤氣與空氣在熱風(fēng)爐中燃燒后，補充CO等還原性氣體后，進入旋風(fēng)筒反應(yīng)器(閃速焙燒爐)中對鐵礦粉進行還原，還原后的氣體經(jīng)過三到五級旋風(fēng)筒回收氣相顯熱，經(jīng)氣固分離后部分放空， 部分回送至熱風(fēng)爐；鐵礦粉經(jīng)旋風(fēng)筒換熱器預(yù)熱、旋風(fēng)筒反應(yīng)器還原后直接水淬。該工藝未能充分回收焙燒尾氣中未反應(yīng)還原性氣體的潛熱，也沒有回收利用高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱。中國發(fā)明專利申請9211333. 2公開了一種粉鐵礦石循環(huán)流化床預(yù)還原爐，主要采用兩個流化床來實現(xiàn)不同粒級鐵礦石粉體的還原，同樣，該工藝僅回收了焙燒尾氣的顯熱，沒有對焙燒尾氣中未反應(yīng)還原性氣體的潛熱及焙燒鐵礦石粉的顯熱進行回收。中國發(fā)明專利申請200410041935公開了一種循環(huán)流化床礦物還原焙燒裝置及還原焙燒方法，礦石粉與粉煤從循環(huán)流化床下部加入，經(jīng)預(yù)熱的空氣從底部進入流化床，對礦石進行還原焙燒，焙燒礦經(jīng)“J”閥返回流化床，焙燒后的高溫尾氣通過換熱器與空氣換熱后，經(jīng)布袋除塵后放空，該工藝也同樣沒有對焙燒尾氣的潛熱及焙燒礦的顯熱進行回收，同時還原焙燒時加入的煤粉難以完全被利用，只能通過部分氧化產(chǎn)生還原性氣體和半焦，半焦將隨選礦過程進入尾礦， 不僅造成能源浪費，還污染環(huán)境。本發(fā)明的專利申請人在中國發(fā)明專利ZL200710121616. 4中公開了一種對難選鐵礦石粉體進行磁化焙燒的工藝系統(tǒng)及焙燒的工藝，該發(fā)明是采用循環(huán)流化床對難選鐵礦石粉體進行磁化焙燒，焙燒尾氣經(jīng)燃燒室燃燒釋放未反應(yīng)氣體的潛熱后，由3-5級旋風(fēng)預(yù)熱器與冷的鐵礦石粉體換熱，通過預(yù)熱鐵礦石粉體來回收焙燒尾氣的顯熱和潛熱，焙燒后的高溫鐵礦石粉經(jīng)流態(tài)化冷卻器副產(chǎn)蒸汽來回收焙燒鐵礦石粉的顯熱。生產(chǎn)實踐表明，所產(chǎn)蒸汽在磁化焙燒工廠難以得到有效的利用，若用于發(fā)電，蒸汽量太少不經(jīng)濟，而在磁化焙燒工廠又難以找到利用蒸汽的其他有效途徑。因此采用此方式回收焙燒鐵礦石粉的顯熱對磁化焙燒工廠并不實用。本發(fā)明正是針對ZL200710121616.4中所述的技術(shù)方案的上述不足，提出了一種難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)及焙燒工藝，通過高溫焙燒鐵礦石粉預(yù)熱焙燒煤氣的方式回收焙燒鐵礦石粉的顯熱，使焙燒鐵礦石粉顯熱利用更為合理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在ZL200710121616. 4的基礎(chǔ)上，提供一種難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)及焙燒工藝，通過焙燒煤氣與高溫焙燒鐵礦石粉之間換熱，在高溫焙燒鐵礦石粉被冷卻的同時焙燒煤氣被加熱，降低焙燒系統(tǒng)的能耗，提高磁化焙燒過程的經(jīng)濟性。本發(fā)明的難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)是通過1-2級旋風(fēng)冷卻器回收焙燒鐵礦石粉的顯熱，在高溫焙燒鐵礦石粉被冷卻的同時煤氣被加熱，熱的煤氣再經(jīng)過兩級旋風(fēng)除塵器分離煤氣中夾帶的焙燒鐵礦石粉后進入循環(huán)流化床反應(yīng)器進行磁化焙燒反應(yīng)；焙燒鐵礦石粉經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻后，進入焙燒礦冷卻塔冷卻。本發(fā)明的難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)主要由料倉、多級旋風(fēng)預(yù)熱器、旋風(fēng)除塵器、布袋收塵器、螺旋輸送器、燃燒室、加料器、循環(huán)流化床反應(yīng)器、旋風(fēng)冷卻器、螺旋出料器、焙燒礦冷卻塔、空氣風(fēng)機、煤氣壓縮機、引風(fēng)機和煙 組合而成。所述的多級旋風(fēng)預(yù)熱器包括一級旋風(fēng)預(yù)熱器、二級旋風(fēng)預(yù)熱器及三級旋風(fēng)預(yù)熱器；所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器由提升管、一級旋風(fēng)分離器、料腿和二級旋風(fēng)分離器構(gòu)成。所述的料倉底部的出料口處有與所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連接的管道， 所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器頂部的出氣口通過管道與所述的旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通，一級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口通過管道與所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通。所述的旋風(fēng)除塵器的出氣口通過管道與所述的布袋收塵器的進氣口相連通，旋風(fēng)除塵器下部的出料口通過管道與所述的加料器相連通。所述的布袋收塵器的出氣口通過管道與所述的引風(fēng)機相連通，所述的引風(fēng)機通過管道與所述的煙 相連通；所述的布袋收塵器的下部安裝有所述的螺旋輸送器，螺旋輸送器的出料口通過管道與所述的加料器相連接。所述的加料器的出料口通過管道與組成所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器的提升管的進料口相連通，將收集的鐵礦石粉送入循環(huán)流化床反應(yīng)器中。所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器頂部的出氣口通過管道與所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通，所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口通過管道與所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通。所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口通過管道與組成所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器的提升管的進料口相連通，所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器頂部的出氣口通過管道與所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通，所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口通過管道與所述的燃燒室的出氣口相連通。所述的燃燒室的進氣口分別有與所述的空氣風(fēng)機和所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器的二級旋風(fēng)分離器頂部的出氣口相連通的管路。所述的組成循環(huán)流化床反應(yīng)器的所述的提升管的底部設(shè)有進氣口，該進氣口通過管道與預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的出氣口相連通，提升管下部設(shè)有三個進料口，分別與所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口、所述的加料器的出料口和所述的料腿下部的出料口相連通，提升管的頂部設(shè)有的出氣口通過管道與所述的一級旋風(fēng)分離器的進氣口相連通。所述的組成循環(huán)流化床反應(yīng)器的所述的一級旋風(fēng)分離器的下部與所述的料腿的頂部相連接，一級旋風(fēng)分離器的出氣口通過管道與所述的二級旋風(fēng)分離器的進氣口相連通；二級旋風(fēng)分離器的下部的出料口通過管道與所述的料腿的進料口相連通，二級旋風(fēng)分離器頂部的出氣口通過管道與所述的燃燒室相連通。所述的組成循環(huán)流化床反應(yīng)器的所述的料腿下部的出料口通過管道與構(gòu)成所述的旋風(fēng)冷卻器的一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口相連通。所述的旋風(fēng)冷卻器由1-2級旋風(fēng)冷卻器組成，即為一級旋風(fēng)冷卻器或由一級旋風(fēng)冷卻器和二級旋風(fēng)冷卻器組成；其中當(dāng)采用1級旋風(fēng)冷卻時，一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口通過管道分別與所述的料腿下部的出料口和煤氣壓縮機的出氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器的出氣口通過管道與預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器下部的出料口通過管道與螺旋出料器的進料口相連通；或當(dāng)采用2級旋風(fēng)冷卻時，一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口通過管道分別與所述的料腿下部的出料口和二級旋風(fēng)冷卻器的出氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器的出氣口通過管道與預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通；二級旋風(fēng)冷卻器的進氣口通過管道分別與一級旋風(fēng)冷卻器下部的出料口和煤氣壓縮機的出氣口相連通，二級旋風(fēng)冷卻器的出料口通過管道與螺旋出料器的進料口相連通。所述的預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的出氣口通過管道與所述的預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通，預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的出料口通過管道與所述的螺旋出料器的進料口相連接，所述的預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的出氣口通過管道與所述的提升管底部的進氣口相連接，預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的出料口通過管道與所述的螺旋出料器的進料口相連接。所述的螺旋出料器的出料口通過管道與所述的焙燒礦冷卻塔相連接。所述的焙燒礦冷卻塔內(nèi)設(shè)有冷卻水噴頭，冷卻水噴頭通過管道與冷卻水泵相連接，焙燒礦冷卻塔的出料口通過渣漿泵與后續(xù)的磁選系統(tǒng)相連。所述的燃燒室的進氣口與空氣風(fēng)機相連接的管道上安裝有閥門。所述的一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口與所述的煤氣壓縮機的出氣口相連通的管道上安裝有閥門。所述的二級旋風(fēng)冷卻器的進氣口與所述的煤氣壓縮機的出氣口相連通的管道上安裝有閥門。本發(fā)明利用上述難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)進行難選鐵礦石粉體磁化焙燒的工藝是鐵礦石粉體由料倉送入一級旋風(fēng)預(yù)熱器、二級旋風(fēng)預(yù)熱器、三級旋風(fēng)預(yù)熱器中并與燃燒室出來的尾氣完成熱交換后，鐵礦石粉體由三級旋風(fēng)預(yù)熱器進入循環(huán)流化床反應(yīng)器的提升管中進行磁化焙燒反應(yīng)，由一級旋風(fēng)預(yù)熱器的出氣口排出的氣體中夾帶的鐵礦石粉，經(jīng)旋風(fēng)除塵器后進入布袋收塵器中除塵，旋風(fēng)除塵器和布袋收塵器收集的鐵礦石粉由加料器進入循環(huán)流化床反應(yīng)器的提升管中；磁化焙燒反應(yīng)后的高溫焙燒鐵礦石粉由循環(huán)流化床的料腿排出，再在旋風(fēng)冷卻器中與煤氣進行熱交換以回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱， 焙燒鐵礦石粉被部分冷卻，煤氣被加熱；被部分冷卻的焙燒鐵礦石粉隨后進入焙燒礦冷卻塔，在焙燒礦冷卻塔內(nèi)被冷卻水直接冷卻后形成礦漿，通過渣漿泵送入后續(xù)磁選系統(tǒng)。本發(fā)明工藝的特征之一在于所述的通過旋風(fēng)冷卻器回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱，是通過1-2級旋風(fēng)冷卻器回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱。本發(fā)明工藝的特征之二在于采用旋風(fēng)除塵器收集一級旋風(fēng)預(yù)熱器排出氣體中的鐵礦石粉，旋風(fēng)除塵器的進氣口與一級旋風(fēng)預(yù)熱器的出氣口相連接，且旋風(fēng)除塵器收集的鐵礦石粉通過加料器直接加入到循環(huán)流化床反應(yīng)器中。本發(fā)明工藝的特征之三在于布袋收塵器收集的鐵礦石粉通過加料器直接加入到循環(huán)流化床反應(yīng)器中。所述的煤氣是以CO和H2作為有效成分的熱值要求大于850kcal/Nm3的煤氣。本發(fā)明采用循環(huán)流化床反應(yīng)器對鐵礦石粉體進行磁化焙燒；焙燒尾氣先在燃燒室中通過燃燒釋放其中未反應(yīng)還原性氣體的潛熱，再通過多級旋風(fēng)預(yù)熱器與冷鐵礦石粉體換熱回收熱量；通過冷煤氣與高溫焙燒鐵礦石粉在旋風(fēng)冷卻器中換熱的方式回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱。本發(fā)明具有磁化焙燒效率高，焙燒過程熱量利用效率高等優(yōu)點，可降低難選鐵礦石粉體磁化焙燒過程的能耗，提高難選鐵礦石粉體磁化焙燒過程的經(jīng)濟性。


圖1.本發(fā)明的采用兩級旋風(fēng)冷卻器進行難選鐵礦石粉體磁化焙燒時的系統(tǒng)及工藝流程示意圖。附圖標(biāo)記1.料倉2. —級旋風(fēng)預(yù)熱器3. 二級旋風(fēng)預(yù)熱器4.三級旋風(fēng)預(yù)熱器5.燃燒室6.加料器7.循環(huán)流化床反應(yīng)器7-1.提升管7-2. 一級旋風(fēng)分離器7-3.料腿7-4. 二級旋風(fēng)分離器8. 二級旋風(fēng)冷卻器9. 一級旋風(fēng)冷卻器10.預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器11.預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器12.螺旋出料器13.焙燒礦冷卻塔14.渣漿泵
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15.旋風(fēng)除塵器16.布袋收塵器17.螺旋輸送器18.引風(fēng)機19.煙囪
具體實施例方式實施例1請參見圖1。以難選鐵礦石粉體磁化焙燒過程采用兩級旋風(fēng)冷卻器為例，難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)由料倉1，包括一級旋風(fēng)預(yù)熱器2、二級旋風(fēng)預(yù)熱器3及三級旋風(fēng)預(yù)熱器4的多級旋風(fēng)預(yù)熱器，旋風(fēng)除塵器15，布袋收塵器16，螺旋輸送器17，燃燒室5，加料器 6，由提升管7-1、一級旋風(fēng)分離器7-2、料腿7-3和二級旋風(fēng)分離器7-4組成的循環(huán)流化床反應(yīng)器7，一級旋風(fēng)冷卻器9，二級旋風(fēng)冷卻器8，預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10，預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器11，螺旋出料器12，焙燒礦冷卻塔13，渣漿泵14，空氣風(fēng)機，煤氣壓縮機，引風(fēng)機18和煙囪19組合而成。所述的料倉1底部的出料口處有與所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器2的進氣口相連接的管道，所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器2頂部的出氣口通過管道與所述的旋風(fēng)除塵器15的進氣口相連通，一級旋風(fēng)預(yù)熱器2底部的出料口通過管道與所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器3的進氣口相連通。所述的旋風(fēng)除塵器15的出氣口通過管道與所述的布袋收塵器16的進氣口相連通，旋風(fēng)除塵器15下部的出料口通過管道與所述的加料器6相連通。所述的布袋收塵器16的出氣口通過管道與所述的引風(fēng)機18相連通，所述的引風(fēng)機18通過管道與所述的煙 19相連通；所述的布袋收塵器16的下部安裝有所述的螺旋輸送器17，螺旋輸送器的出料口通過管道與所述的加料器6相連接。所述的加料器6的出料口通過管道與組成所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器7的提升管 7-1的進料口相連通，將收集的鐵礦石粉送入循環(huán)流化床反應(yīng)器中。所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器3頂部的出氣口通過管道與所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器2的進氣口相連通，所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器3底部的出料口通過管道與所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器4 的進氣口相連通。所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器4底部的出料口通過管道與組成所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器7的提升管7-1的進料口相連通，所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器4頂部的出氣口通過管道與所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器3的進氣口相連通，所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器4的進氣口通過管道與所述的燃燒室5的出氣口相連通。所述的燃燒室5的進氣口分別有與所述的空氣風(fēng)機和所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器的二級旋風(fēng)分離器7-4頂部的出氣口相連通的管路。所述的組成循環(huán)流化床反應(yīng)器7的所述的提升管7-1的底部設(shè)有進氣口，該進氣口通過管道與預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器11的出氣口相連通，供焙燒煤氣進入，提升管下部設(shè)有三個進料口，分別與所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器4底部的出料口、所述的加料器6的出料口和所述的料腿7-3下部的出料口相連通，提升管7-1的頂部設(shè)有的出氣口通過管道與所述的一級旋風(fēng)分離器7-2的進氣口相連通。所述的組成循環(huán)流化床反應(yīng)器7的所述的一級旋風(fēng)分離器7-2的下部與所述的料腿7-3的頂部相連接，一級旋風(fēng)分離器7-2的出氣口通過管道與所述的二級旋風(fēng)分離器7-4的進氣口相連通；二級旋風(fēng)分離器7-4的下部的出料口通過管道與所述的料腿的進料口相連通，二級旋風(fēng)分離器7-4頂部的出氣口通過管道與所述的燃燒室5相連通。所述的組成循環(huán)流化床反應(yīng)器7的所述的料腿下部的出料口通過管道與構(gòu)成所述的旋風(fēng)冷卻器的一級旋風(fēng)冷卻器9的進氣口相連通。所述的旋風(fēng)冷卻器由2級旋風(fēng)冷卻器組成，即由一級旋風(fēng)冷卻器9和二級旋風(fēng)冷卻器8組成；其中一級旋風(fēng)冷卻器9的進氣口通過管道分別與所述的料腿7-3下部的出料口和二級旋風(fēng)冷卻器8的出氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器9的出氣口通過管道與預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10的進氣口相連通；二級旋風(fēng)冷卻器8的進氣口通過管道分別與一級旋風(fēng)冷卻器9下部的出料口和煤氣壓縮機的出氣口相連通，二級旋風(fēng)冷卻器8的出氣口通過管道與螺旋出料器12的進料口相連通。所述的預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10的出氣口通過管道與所述的預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器11的進氣口相連通，預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10的出氣口通過管道與所述的螺旋出料器12的進料口相連接，預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器11的出料口通過管道與所述的螺旋出料器12的進料口相連接。所述的螺旋出料器12的出料口通過管道與所述的焙燒礦冷卻塔13相連接。所述的焙燒礦冷卻塔內(nèi)設(shè)有冷卻水噴頭，冷卻水噴頭通過管道與冷卻水泵相連接，焙燒礦冷卻塔的出料口通過渣漿泵14與后續(xù)的磁選系統(tǒng)相連。利用上述難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)進行難選鐵礦石粉體磁化焙燒。煤氣 (以CO和H2作為有效成分的熱值要求大于850kcal/Nm3的煤氣)經(jīng)煤氣壓縮機壓縮后與一級旋風(fēng)冷卻器9的出料口排出的焙燒鐵礦石粉混合后由二級旋風(fēng)冷卻器8的進氣口進入二級旋風(fēng)冷卻器8中進行換熱，經(jīng)二級旋風(fēng)冷卻器8出氣口排出后進入一級旋風(fēng)冷卻器9的進氣口，與從料腿7-3排出的高溫焙燒鐵礦石粉混合后進入一級旋風(fēng)冷卻器9中進行換熱后，從一級旋風(fēng)冷卻器9的出氣口排出后進入預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10，從預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10的出氣口排出后進入預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器11進一步去除夾帶的鐵礦石粉，由預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器上部的出氣口排出后經(jīng)連接管道進入提升管7-1底部的進氣口，在循環(huán)流化床反應(yīng)器7的提升管7-1中與鐵礦石粉體發(fā)生磁化焙燒反應(yīng)后，經(jīng)一級旋風(fēng)分離器7-2預(yù)分離夾帶的鐵礦石粉，由一級分離器7-2的出氣口排出后進入二級旋風(fēng)分離器7-4進一步分離夾帶的鐵礦石粉后，由二級旋風(fēng)分離器7-4的出氣口排出后進入與燃燒室5的進氣口相連通的管道，并與經(jīng)空氣風(fēng)機壓縮進入到燃燒室5中的空氣一起在燃燒室5中發(fā)生燃燒反應(yīng)，燃燒尾氣從燃燒室5的出氣口進入三級旋風(fēng)預(yù)熱器4的進氣口，并與從二級旋風(fēng)預(yù)熱器3底部的出料口排出的鐵礦石粉一起進入到三級旋風(fēng)預(yù)熱器4中換熱后，從三級旋風(fēng)預(yù)熱器4的出氣口排出，與從一級旋風(fēng)預(yù)熱器底部出料口排出的鐵礦石粉一起進入二級旋風(fēng)預(yù)熱器3中換熱后，從二級旋風(fēng)預(yù)熱器3的出氣口流出進入一級旋風(fēng)預(yù)熱器2中，并與從料倉1出來的冷鐵礦石粉體在一級旋風(fēng)預(yù)熱器2中換熱后，從一級旋風(fēng)預(yù)熱器2的出氣口流出后由旋風(fēng)除塵器15的進氣口進入旋風(fēng)除塵器15中，在旋風(fēng)除塵器15 中除塵后，從旋風(fēng)除塵器15的出氣口排出，進入布袋收塵器16中除塵，由布袋收塵器16排出后進入引風(fēng)機18，由引風(fēng)機18引入煙囪19排入大氣。經(jīng)粉碎的鐵礦石粉體從料倉1送入一級旋風(fēng)預(yù)熱器2、二級旋風(fēng)預(yù)熱器3、三級旋風(fēng)預(yù)熱器4中并與燃燒室出來的尾氣完成熱交換后，鐵礦石粉體由三級旋風(fēng)預(yù)熱器4底部的出料口與循環(huán)流化床反應(yīng)器7相連接的管路進入提升管7-1的下部進行磁化焙燒反應(yīng)； 由一級旋風(fēng)預(yù)熱器的出氣口排出的氣體中夾帶的鐵礦石粉，經(jīng)旋風(fēng)除塵器后進入布袋收塵器中除塵；布袋收塵器收集的由旋風(fēng)除塵器出口氣體中夾帶的鐵礦石粉，通過螺旋輸送器 17排出后，與旋風(fēng)除塵器15收集的鐵礦石粉混合，經(jīng)加料器6進入提升管7-1的下部；鐵礦石粉體在循環(huán)流化床反應(yīng)器7的提升管7-1中與一級旋風(fēng)分離器7-2和二級旋風(fēng)分離器 7-4以及料腿7-3間循環(huán)，反應(yīng)后的高溫焙燒鐵礦石粉由循環(huán)流化床的料腿7-3下部排出進入一級旋風(fēng)冷卻器9的進氣口，與從二級旋風(fēng)冷卻器8出氣口排出的煤氣混合回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱，在一級旋風(fēng)冷卻器9中冷卻后，從一級旋風(fēng)冷卻器9下部的出料口排出，再進入二級旋風(fēng)冷卻器8的進氣口，并與從煤氣壓縮機來的冷煤氣一起進入二級旋風(fēng)冷卻器8中進行熱交換，焙燒鐵礦石粉被部分冷卻，煤氣被加熱；被部分冷卻的焙燒鐵礦石粉隨后從二級旋風(fēng)冷卻器8下部的出料口排出后由螺旋出料器12的進氣口進入螺旋出料器12中；由預(yù)熱煤氣一級旋除塵器10和預(yù)熱煤氣二級旋除塵器11收集的焙燒鐵礦石粉， 也分別由預(yù)熱煤氣一級旋除塵器10和預(yù)熱煤氣二級旋除塵器11下部的出料口排出，并由螺旋出料器12的進料口進入螺旋出料器12中；焙燒鐵礦石粉經(jīng)螺旋出料器12加入到焙燒礦冷卻塔13中，在塔內(nèi)被噴淋的冷卻水冷卻后形成礦漿，礦漿經(jīng)渣漿泵14輸送至后續(xù)磁選工段。冷卻水經(jīng)冷卻水泵輸入焙燒礦冷卻塔內(nèi)，通過與由螺旋出料器輸送的焙燒鐵礦石粉直接混合冷卻焙燒鐵礦石粉，形成礦漿。實施例2對于采用的難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)中也可以采用1級旋風(fēng)冷卻器進行難選鐵礦石粉體磁化焙燒，所述難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)及磁化焙燒的工藝基本上同實施例1，只是采用1級旋風(fēng)冷卻時，一級旋風(fēng)冷卻器9的進料口通過管道分別與所述的料腿7-3下部的出料口和煤氣壓縮機的出氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器9的出氣口通過管道與預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器10的進氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器下部的出料口通過管道與螺旋出料器12的進料口相連通。
權(quán)利要求
1. 一種難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)，其主要由料倉，包括一級旋風(fēng)預(yù)熱器、二級旋風(fēng)預(yù)熱器及三級旋風(fēng)預(yù)熱器構(gòu)成的多級旋風(fēng)預(yù)熱器，旋風(fēng)除塵器，布袋收塵器，螺旋輸送器，燃燒室，加料器，由提升管、一級旋風(fēng)分離器、料腿和二級旋風(fēng)分離器構(gòu)成的循環(huán)流化床反應(yīng)器，旋風(fēng)冷卻器，螺旋出料器，焙燒礦冷卻塔，渣漿泵，空氣風(fēng)機，煤氣壓縮機，引風(fēng)機和煙囪組合而成；其特征是所述的料倉底部的出料口處有與所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連接的管道，所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器頂部的出氣口通過管道與所述的旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通，一級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口通過管道與所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通；所述的旋風(fēng)除塵器的出氣口通過管道與所述的布袋收塵器的進氣口相連通，旋風(fēng)除塵器下部的出料口通過管道與所述的加料器相連通；所述的布袋收塵器的出氣口通過管道與所述的引風(fēng)機相連通，所述的引風(fēng)機通過管道與所述的煙 相連通；所述的布袋收塵器的下部安裝有所述的螺旋輸送器，螺旋輸送器的出料口通過管道與所述的加料器相連接；所述的加料器的出料口通過管道與所述的提升管的進料口相連通； 所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器頂部的出氣口通過管道與所述的一級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通，所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口通過管道與所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通；所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口通過管道與所述的提升管的進料口相連通，所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器頂部的出氣口通過管道與所述的二級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口相連通，所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器的進氣口通過管道與所述的燃燒室的出氣口相連通；所述的燃燒室的進氣口分別有與所述的空氣風(fēng)機和所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器的二級旋風(fēng)分離器頂部的出氣口相連通的管路；所述的提升管的底部設(shè)有進氣口，該進氣口通過管道與預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的出氣口相連通，提升管下部設(shè)有三個進料口，分別與所述的三級旋風(fēng)預(yù)熱器底部的出料口、所述的加料器的出料口和所述的料腿下部的出料口相連通，提升管的頂部設(shè)有的出氣口通過管道與所述的一級旋風(fēng)分離器的進氣口相連通；所述的一級旋風(fēng)分離器的下部與所述的料腿的頂部相連接，一級旋風(fēng)分離器的出氣口通過管道與所述的二級旋風(fēng)分離器的進氣口相連通；二級旋風(fēng)分離器的下部的出料口通過管道與所述的料腿的進料口相連通；所述的料腿下部的有兩個出料口，一個出料口通過管道與所述的提升管下部的一個進料口相連通，另一個出料口通過管道與構(gòu)成所述的旋風(fēng)冷卻器的一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口相連通；所述的旋風(fēng)冷卻器為一級旋風(fēng)冷卻器或由一級旋風(fēng)冷卻器和二級旋風(fēng)冷卻器組成；其中一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口通過管道分別與所述的料腿下部的出料口和煤氣壓縮機的出氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器的出氣口通過管道與預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器下部的出料口通過管道與螺旋出料器的進料口相連通；或一級旋風(fēng)冷卻器的進氣口通過管道分別與所述的料腿下部的出料口和二級旋風(fēng)冷卻器的出氣口相連通，一級旋風(fēng)冷卻器的出氣口通過管道與預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通；二級旋風(fēng)冷卻器的進氣口通過管道分別與一級旋風(fēng)冷卻器下部的出料口和煤氣壓縮機的出氣口相連通，二級旋風(fēng)冷卻器的出料口通過管道與螺旋出料器的進料口相連通；所述的預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的出氣口通過管道與所述的預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的進氣口相連通，預(yù)熱煤氣一級旋風(fēng)除塵器的出料口通過管道與所述的螺旋出料器的進料口相連接，所述的預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的出氣口通過管道與所述的提升管底部的進氣口相連接，預(yù)熱煤氣二級旋風(fēng)除塵器的出料口通過管道與所述的螺旋出料器的進料口相連接；所述的螺旋出料器的出料口通過管道與所述的焙燒礦冷卻塔相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)，其特征是所述的焙燒礦冷卻塔內(nèi)設(shè)有冷卻水噴頭，冷卻水噴頭通過管道與冷卻水泵相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)，其特征是所述的焙燒礦冷卻塔的出料口通過渣漿泵與后續(xù)的磁選系統(tǒng)相連。
4.一種利用權(quán)利要求1 3任一項所述的難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統(tǒng)進行難選鐵礦石粉體磁化焙燒的工藝，其特征是鐵礦石粉體由料倉送入一級旋風(fēng)預(yù)熱器、二級旋風(fēng)預(yù)熱器、三級旋風(fēng)預(yù)熱器中并與燃燒室出來的尾氣完成熱交換后，鐵礦石粉體由三級旋風(fēng)預(yù)熱器進入循環(huán)流化床反應(yīng)器的提升管中進行磁化焙燒反應(yīng)，由一級旋風(fēng)預(yù)熱器的出氣口排出的氣體中夾帶的鐵礦石粉，經(jīng)旋風(fēng)除塵器后進入布袋收塵器中除塵，旋風(fēng)除塵器和布袋收塵器收集的鐵礦石粉由加料器進入循環(huán)流化床反應(yīng)器的提升管中；磁化焙燒反應(yīng)后的高溫焙燒鐵礦石粉由循環(huán)流化床的料腿排出，再在旋風(fēng)冷卻器中與煤氣進行熱交換以回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱，焙燒鐵礦石粉被部分冷卻，煤氣被加熱；被部分冷卻的焙燒鐵礦石粉隨后進入焙燒礦冷卻塔，在焙燒礦冷卻塔內(nèi)被冷卻水直接冷卻后形成礦漿，通過渣漿泵送入后續(xù)磁選系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征是所述的通過旋風(fēng)冷卻器回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱是通過1-2級旋風(fēng)冷卻器回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征是所述的旋風(fēng)除塵器的進氣口與一級旋風(fēng)預(yù)熱器的出氣口相連，且旋風(fēng)除塵器收集的鐵礦石粉通過加料器直接加入到循環(huán)流化床反應(yīng)器中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征是所述的布袋收塵器收集的鐵礦石粉通過加料器直接加入到循環(huán)流化床反應(yīng)器中。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征是所述的煤氣是以0)和H2作為有效成分的熱值要求大于850kcal/Nm3的煤氣。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工、冶金領(lǐng)域，特別涉及采用循環(huán)流化床對褐鐵礦、菱鐵礦、沉積型赤鐵礦等難選鐵礦石粉體進行磁化焙燒的系統(tǒng)及焙燒工藝。本發(fā)明采用循環(huán)流化床反應(yīng)器對鐵礦石粉體進行磁化焙燒；焙燒尾氣先在燃燒室中通過燃燒釋放其中未反應(yīng)還原性氣體的潛熱，再通過多級旋風(fēng)預(yù)熱器與冷鐵礦石粉體換熱回收熱量；通過冷煤氣與高溫焙燒鐵礦石粉在旋風(fēng)冷卻器中換熱的方式回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱。本發(fā)明具有磁化焙燒效率高，焙燒過程熱量利用效率高等優(yōu)點，可降低難選鐵礦石粉體磁化焙燒過程的能耗，提高難選鐵礦石粉體磁化焙燒過程的經(jīng)濟性。
文檔編號C22B1/10GK102560089SQ20101062173
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者侯寶林, 張濤, 朱慶山, 李洪鐘, 謝朝暉, 陶玲 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所