專利名稱：一種鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁鐵共生礦綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種鋁鐵共生礦鐵鋁綜合提取工藝中預(yù)還原鐵的方法。
背景技術(shù)：
我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展對鐵礦石的需求十分巨大，而我國鐵礦資源貧礦多，富礦少，伴生組份多，冶煉條件差，鐵礦石平均品位只有33%。因此，我國鐵礦石對外依存度逐年增加，已經(jīng)達(dá)到70%左右，成為我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)濟(jì)安全的重大隱患。另外，隨著氧化鋁工業(yè)和其他用鋁土礦工業(yè)的快速發(fā)展，鋁土礦資源，特別是優(yōu)質(zhì)資源的短缺，已充分顯現(xiàn)出來。目前優(yōu)質(zhì)鋁土礦供需矛盾十分突出，礦山均不同程度出現(xiàn)了貧化趨勢，眾多企業(yè)爭先搶購有限的優(yōu)質(zhì)資源。而我國的“呆滯”鋁鐵共生礦超過15億噸，由于鐵品位和鋁品位低而為得到充分利用。因此，通過工藝技術(shù)革新，充分利用這部分鋁鐵共生礦，可緩解我國鐵礦石進(jìn)口壓力和鋁土礦的供需矛盾，對我國鋼鐵工業(yè)和鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。鋁鐵共生礦主要礦物組成為三水鋁石、針鐵礦、赤鐵礦和高嶺石，其中Al2O3含量20 30%，F(xiàn)e2O3含量30 48%，SiO2含量4 20%，鋁硅比2 3. 5。雖然礦石鐵品位和鋁品位都比較低，但是氧化鋁和氧化鐵的總含量達(dá)到了 70%左右，具有綜合利用的價(jià)值。目前針對鋁鐵共生礦綜合利用有“先選后冶”、“先鋁后鐵”和“先鐵后鋁”三種基本方案。對于“先選后冶”方案，專利200410010400. 7和200610017376. 9公布了高鐵鋁土礦中鐵鋁磁選分離的方法，但是由于礦石中含鐵礦物和含鋁礦物緊密共生、嵌布粒度極細(xì)，單體難以解離，鋁鐵分離效果很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。而專利201010195045. O公布了通過磁化焙燒實(shí)現(xiàn)鋁鐵分分離的方法，但是由于礦石中發(fā)生Fe3+和Al3+的晶格相互取代，類質(zhì)同象現(xiàn)象明顯，磁化焙燒難以將其解離。對于“先鋁后鐵”方案，無論燒結(jié)法、拜耳法還是聯(lián)合法均要求礦石Al2O3含量大于60%, Fe2O3含量小于10%，并且氧化鐵在流程中不與堿反應(yīng),高鐵赤泥含量大,而對高鐵赤泥的利用率低，其大量堆積對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，“先鐵后鋁”方案逐漸得到青睞，專利200510200493. 4公布了通過燒結(jié)和高爐冶煉提鐵，并從鋁酸鈣爐渣中提鋁的鋁鐵共生礦綜合利用方法，由于礦石Al2O3含量高，造成爐渣熔點(diǎn)升高、粘度增大，使得渣鐵分離困難，高爐利用系數(shù)降低。為了降低礦石中的鋁含量，專利200710034845. 2公布了通過高溫焙燒和NaOH溶液浸出脫出礦石中Al2O3的方法，其目的是為得到高品位的鐵精礦供高爐冶煉使用，并且工藝復(fù)雜，能耗高，不符合資源綜合利用和節(jié)能環(huán)保的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋁鐵共生礦高效預(yù)還原鐵的方法，利用非高爐冶煉工藝中終還原產(chǎn)生的高溫煤氣還原礦粉，既可以擺脫氧化鋁含量高對高爐冶煉的限制，還可以節(jié)能環(huán)保，實(shí)現(xiàn)對鋁鐵共生礦的綜合利用。本發(fā)明的技術(shù)方案一種鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特點(diǎn)在于首先將招鐵共生礦進(jìn)行篩分，篩取粒度范圍為O. 01 8mm的招鐵共生礦粉作為原料；然后用螺旋進(jìn)料器將篩選出的鋁鐵共生礦粉送入多級流化床反應(yīng)器中的第一級流化床，每級流化床配有旋風(fēng)分離器；同時(shí)還原性高溫煤氣從最后一級流化床底部通入，所述還原性高溫煤氣是由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回的尾氣混合調(diào)整而得，所述還原性高溫煤氣還原成分C0%+H2%的體積含量為50、8% ;所述還原性高溫煤氣與鋁鐵共生礦粉逆向流動，依次逆向流過各級流化床和旋風(fēng)分離器；鋁鐵共生礦粉由于自身重力作用順流而下，依次經(jīng)過各級流化床，而被氣體帶走的細(xì)小礦粉經(jīng)每級旋風(fēng)分離器氣固分離后通過下料管進(jìn)入下一級流化床，鋁鐵共生礦粉與所述還原性高溫煤氣逆向接觸，進(jìn)行流化還原，其中流化氣速為O. I O. 6m/s，所述多級流化床內(nèi)壓力保持范圍為
O.I I. OMPa，流化床內(nèi)還原溫度為500 950°C，流化還原的時(shí)間為3(T90min ;最后，鋁鐵共生礦粉從最后一級流化床排出，還原度可達(dá)到50%以上，供終還原爐冶煉使用。所述多級流化床反應(yīng)器中的第一級流化床中的旋風(fēng)分離器排出的還原尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。所述多級流化床反應(yīng)器為2 4級。所述鋁鐵共生礦中含有質(zhì)量百分比為5 30%的Al2O3, 30^70%的TFe，優(yōu)選Al2O3含量為15 30%，TFe含量30 55% ；所述鋁鐵共生礦粉的粒度范圍為O. 05 1mm。所述還原性高溫煤氣還原成分C0%+H2%的體積含量為優(yōu)選7(Γ98%。 所述流化氣速為O. 2 O. 4m/s。所述多級流化床內(nèi)壓力保持范圍為O. 4 O. 8MPa。所述流化床內(nèi)還原溫度為650 950°C。所述流化還原的時(shí)間為5(T90min。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明的鋁鐵共生礦高效預(yù)還原鐵的方法，利用非高爐冶煉工藝中終還原產(chǎn)生的高溫煤氣還原礦粉，既可以擺脫氧化鋁含量高對高爐冶煉的限制，還可以節(jié)能環(huán)保，實(shí)現(xiàn)對鋁鐵共生礦的綜合利用。(2)本發(fā)明中流化床技術(shù)可以直接利用礦粉，并且傳質(zhì)、傳熱效率高。同時(shí)，鋁鐵共生礦中高含量的氧化鋁可以避免粘結(jié)失流的發(fā)生，可以實(shí)現(xiàn)大批量、連續(xù)化生產(chǎn)。(3)本發(fā)明中第一級旋風(fēng)分離器排出的還原尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2I序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。(4)本發(fā)明鋁鐵共生礦流態(tài)化氣基預(yù)還原的方法，工藝操作簡單、生產(chǎn)效率高，可以連續(xù)化大批量處理鋁鐵共生礦，并且循環(huán)利用高溫煤氣，在鋁鐵共生礦綜合利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。


圖I為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。但以下的實(shí)施例僅限于解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括權(quán)利要求的全部內(nèi)容，不僅僅限于本實(shí)施例。
首先篩選出粒度小于8. OOmm的鋁鐵共生礦粉為原料，然后用螺旋進(jìn)料器將鋁鐵共生礦粉送入多級流化床反應(yīng)器中的第一級流化床，同時(shí)還原性高溫煤氣從最后一級流化床底部通入，與礦粉逆向流動，依次逆向流過各級流化床和旋風(fēng)分離器，礦粉由于自身重力作用順流而下，依次經(jīng)過各級流化床，與還原性高溫煤氣逆向接觸，進(jìn)行流態(tài)化還原；最后，礦粉從最后一級流化床排出，還原度達(dá)到50%以上，供終還原爐冶煉使用，還原尾氣返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。實(shí)施例I參見圖1，首先將TFe含量31. 13%，Al2O3含量26. 51%的鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，選取粒度為O. 07Γ0. 150mm的礦粉作為原料。篩分的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入4級流化床反應(yīng)器的第一級流化床R1，同時(shí)由第四級流化床R4底部通入還原性高溫煤氣。還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和第一級旋風(fēng)分離器SI排出的尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后混合調(diào)整而得，其還原成分C0%為90%。第四級流化床R4排出的高溫煤氣經(jīng)過第四級旋風(fēng)分離器S4的氣固分離后氣體通入第三級流化床R3，第三級流化床R3排出的高溫煤氣經(jīng)過第三級旋風(fēng)分離器S3的氣固分離后氣體通入第二級流化床R2，第二級流化床R2排出的高溫煤氣經(jīng)過第二級旋風(fēng)分離器S2的氣固分離后氣體通入第一級流化床R1，第一級流化床Rl排出的高溫煤氣經(jīng)過第一級旋風(fēng)分離器SI的氣固分離后氣體經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，進(jìn)入第一級流化床Rl的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2，同時(shí)第一級旋風(fēng)分離器SI氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2 ;進(jìn)入第二級流化床R2的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3，同時(shí)第二級旋風(fēng)分離器S2氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3 ;進(jìn)入第三級流化床R3的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4，同時(shí)第三級旋風(fēng)分離器S3氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4 ;進(jìn)入第四級流化床R4的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管排出，同時(shí)第四級旋風(fēng)分離器S4氣固分離的礦粉也通過下料管排出，得到高還原度的礦粉，供終還原爐使用。流化氣速為O. 23m/s，流化床內(nèi)壓力為O. 5MPa，流化床內(nèi)還原溫度為900°C，還原時(shí)間為50min。在整個(gè)還原過程中沒有發(fā)生粘結(jié)失流現(xiàn)象，還原后礦粉還原度52. 64%,金屬化率28. 96%ο實(shí)施例2參見圖1，首先將TFe含量31. 13%，Al2O3含量26. 51%的鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，選取粒度為O. 07Γ0. 150mm的礦粉作為原料。篩分的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入4級流化床反應(yīng)器的第一級流化床R1，同時(shí)由第四級流化床R4底部通入高溫還原性煤氣。還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和第一級旋風(fēng)分離器SI排出的尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后混合調(diào)整而得，其還原成分C0%為90%。第四級流化床R4排出的高溫煤氣經(jīng)過第四級旋風(fēng)分離器S4的氣固分離后氣體通入第三級流化床R3，第三級流化床R3排出的高溫煤氣經(jīng)過第三級旋風(fēng)分離器S3的氣固分離后氣體通入第二級流化床R2，第二級流化床R2排出的高溫煤氣經(jīng)過第二級旋風(fēng)分離器S2的氣固分離后氣體通入第一級流化床R1，第一級流化床Rl排出的高溫煤氣經(jīng)過第一級旋風(fēng)分離器SI的氣固分離后氣體經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，進(jìn)入第一級流化床Rl的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2，同時(shí)第一級旋風(fēng)分離器SI氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2 ;進(jìn)入第二級流化床R2的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3，同時(shí)第二級旋風(fēng)分離器S2氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3 ;進(jìn)入第三級流化床R3的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4，同時(shí)第三級旋風(fēng)分離器S3氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4 ;進(jìn)入第四級流化床R4的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管排出，同時(shí)第四級旋風(fēng)分離器S4氣固分離的礦粉也通過下料管排出，得到高還原度的礦粉，供終還原爐使用。流化氣速為O. 27m/s，流化床內(nèi)壓力為O. 58MPa，流化床內(nèi)還原溫度為800°C，還原時(shí)間為60min。在整個(gè)還原過程中沒有發(fā)生粘結(jié)失流現(xiàn)象，還原后礦粉還原度53. 85%,金屬化率30. 78%ο實(shí)施例3參見圖1，首先將TFe含量31. 13%，Al2O3含量26. 51%的鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，選取粒度為O. 15(T0. 224mm的礦粉作為原料。篩分的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入4級流化床反應(yīng)器的第一級流化床R1，同時(shí)由第四級流化床R4底部通入高溫還原性煤氣。還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和第一級旋風(fēng)分離器SI排出的尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后混合調(diào)整而得，其還原成分C0%為98%。第四級流化床R4排出的高溫煤氣經(jīng)過第四級旋風(fēng)分離器S4的氣固分離后氣體通入第三級流化床R3，第三級流化床R3排出的高溫煤氣經(jīng)過第三級旋風(fēng)分離器S3的氣固分離后氣體通入第二級流化床R2，第二級流化床R2排出的高溫煤氣經(jīng)過第二級旋風(fēng)分離器S2的氣固分離后氣體通入第一級流化床R1，第一級流化床Rl排出的高溫煤氣經(jīng)過第一級旋風(fēng)分離器SI的氣固分離后氣體經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，進(jìn)入第一級流化床Rl的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2，同時(shí)第一級旋風(fēng)分離器SI氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2 ;進(jìn)入第二級流化床R2的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3，同時(shí)第二級旋風(fēng)分離器S2氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3 ;進(jìn)入第三級流化床R3的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4，同時(shí)第三級旋風(fēng)分離器S3氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4 ;進(jìn)入第四級流化床R4的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管排出，同時(shí)第四級旋風(fēng)分離器S4氣固分離的礦粉也通過下料管排出，得到高還原度的礦粉，供終還原爐使用。流化氣速為O. 23m/s，流化床內(nèi)壓力為O. 5MPa，流化床內(nèi)還原溫度為900°C，還原時(shí)間為60min。在整個(gè)還原過程中沒有發(fā)生粘結(jié)失流現(xiàn)象，還原后礦粉還原度54. 68%,金屬化率32. 02%。實(shí)施例4參見圖1，首先將TFe含量31. 13%，Al2O3含量26. 51%的鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，選取粒度為O. 15(T0. 224mm的礦粉作為原料。篩分的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入4級流化床反應(yīng)器的第一級流化床R1，同時(shí)由第四級流化床R4底部通入高溫還原性煤氣。還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和第一級旋風(fēng)分離器SI排出的尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后混合調(diào)整而得，其還原成分C0%為98%。第四級流化床R4排出的高溫煤氣經(jīng)過第四級旋風(fēng)分離器S4的氣固分離后氣體通入第三級流化床R3，第三級流化床R3排出的高溫煤氣經(jīng)過第三級旋風(fēng)分離器S3的氣固分離后氣體通入第二級流化床R2，第二級流化床R2排出的高溫煤氣經(jīng)過第二級旋風(fēng)分離器S2的氣固分離后氣體通入第一級流化床R1，第一級流化床Rl排出的高溫煤氣經(jīng)過第一級旋風(fēng)分離器SI的氣固分離后氣體經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，進(jìn)入第一級流化床Rl的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2，同時(shí)第一級旋風(fēng)分離器SI氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2 ;進(jìn)入第二級流化床R2的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3，同時(shí)第二級旋風(fēng)分離器S2氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3 ;進(jìn)入第三級流化床R3的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4，同時(shí)第三級旋風(fēng)分離器S3氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4 ;進(jìn)入第四級流化床R4的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管排出，同時(shí)第四級旋風(fēng)分離器S4氣固分離的礦粉也通過下料管排出，得到高還原度的礦粉，供終還原爐使用。流化氣速為O. 23m/s,流化床內(nèi)壓力為O. 5MPa，流化床內(nèi)還原溫度為900°C，還原時(shí)間為90min。在整個(gè)還原過程中沒有發(fā)生粘結(jié)失流現(xiàn)象，還原后礦粉還原度62. 87%，金屬化率44. 30%。實(shí)施例5參見圖1，首先將TFe含量30. 71%，Al2O3含量21. 30%的鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，選取粒度為O. 15(T0. 224mm的礦粉作為原料。篩分的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入4級流化床反應(yīng)器的第一級流化床R1，同時(shí)由第四級流化床R4底部通入高溫還原性煤氣。還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和第一級旋風(fēng)分離器SI排出的尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后混合調(diào)整而得，其還原成分C0%為98%。第四級流化床R4排出的高溫煤氣經(jīng)過第四級旋風(fēng)分離器S4的氣固分離后氣體通入第三級流化床R3，第三級流化床R3排出的高溫煤氣經(jīng)過第三級旋風(fēng)分離器S3的氣固分離后氣體通入第二級流化床R2，第二級流化床R2排出的高溫煤氣經(jīng)過第二級旋風(fēng)分離器S2的氣固分離后氣體通入第一級流化床R1，第一級流化床Rl排出的高溫煤氣經(jīng)過第一級旋風(fēng)分離器SI的氣固分離后氣體經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，進(jìn)入第一級流化床Rl的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2，同時(shí)第一級旋風(fēng)分離器SI氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2 ;進(jìn)入第二級流化床R2的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3，同時(shí)第二級旋風(fēng)分離器S2氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3 ;進(jìn)入第三級流化床R3的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4，同時(shí)第三級旋風(fēng)分離器S3氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4 ;進(jìn)入第四級流化床R4的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管排出，同時(shí)第四級旋風(fēng)分離器S4氣固分離的礦粉也通過下料管排出，得到高還原度的礦粉，供終還原爐使用。流化氣速為O. 31m/s，流化床內(nèi)壓力為O. 67MPa，流化床內(nèi)還原溫度為900°C，還原時(shí)間為60min。在整個(gè)還原過程中沒有發(fā)生粘結(jié)失流現(xiàn)象，還原后礦粉還原度54. 98%，金屬化率32. 47%。實(shí)施例6
參見圖1，首先將TFe含量54. 75%，Al2O3含量5. 1%的鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，選取粒度為O. 15(T0. 224mm的礦粉作為原料。篩分的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入4級流化床反應(yīng)器的第一級流化床Rl,同時(shí)由第四級流化床R4底部通入高溫還原性煤氣。還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和第一級旋風(fēng)分離器SI排出的尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后混合調(diào)整而得，其還原成分C0%為80%。第四級流化床R4排出的高溫煤氣經(jīng)過第四級旋風(fēng)分離器S4的氣固分離后氣體通入第三級流化床R3，第三級流化床R3排出的高溫煤氣經(jīng)過第三級旋風(fēng)分離器S3的氣固分離后氣體通入第二級流化床R2，第二級流化床R2排出的高溫煤氣經(jīng)過第二級旋風(fēng)分離器S2的氣固分離后氣體通入第一級流化床Rl，第一級流化床Rl排出的高溫煤氣經(jīng)過第一級旋風(fēng)分離器SI的氣固分離后氣體經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，進(jìn)入第一級流化床Rl的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2，同時(shí)第一級旋風(fēng)分離器SI氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第二級流化床R2 ；進(jìn)入第二級流化床R2的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3，同時(shí)第二級旋風(fēng)分離器S2氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第三級流化床R3 ；進(jìn)入第三級流化床R3的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4，同時(shí)第三級旋風(fēng)分離器S3氣固分離的礦粉也通過下料管進(jìn)入第四級流化床R4 ；進(jìn)入第四級流化床R4的礦粉經(jīng)高溫煤氣流態(tài)化還原后由自重作用通過下料管排出，同時(shí)第四級旋風(fēng)分離器S4氣固分離的礦粉也通過下料管排出，得到高還原度的礦粉，供終還原爐使用。流化氣速為O. 23m/s，流化床內(nèi)壓力為O. 5MPa，流化床內(nèi)還原溫度為700°C，還原時(shí)間為70min。在整個(gè)還原過程中沒有發(fā)生粘結(jié)失流現(xiàn)象，還原后礦粉還原度73. 68%，金屬化率 40. 35%。由此得出結(jié)論通過本發(fā)明方法預(yù)還原鋁鐵共生礦，生產(chǎn)效率高，同時(shí)避免了粘結(jié)失流的發(fā)生，從而可以連續(xù)化大批量處理鋁鐵共生礦，并且循環(huán)利用高溫煤氣，在鋁鐵共生礦綜合利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。需要說明的是，按照本發(fā)明上述各實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員是完全可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求及從屬權(quán)利的全部范圍的，實(shí)現(xiàn)過程及方法同上述各實(shí)施例；且本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。以上所述，僅為本發(fā)明部分具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于首先將鋁鐵共生礦進(jìn)行篩分，篩取粒度范圍為O. 01 8_的鋁鐵共生礦粉作為原料；然后用螺旋進(jìn)料器將篩選出的鋁鐵共生礦粉送入多級流化床反應(yīng)器中的第一級流化床，每級流化床配有旋風(fēng)分離器；同時(shí)還原性高溫煤氣從最后一級流化床底部通入，所述還原性高溫煤氣是由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回的尾氣混合調(diào)整而得，所述還原性高溫煤氣還原成分C0%+H2%的體積含量為50、8% ;所述還原性高溫煤氣與鋁鐵共生礦粉逆向流動，依次逆向流過各級流化床和旋風(fēng)分離器；鋁鐵共生礦粉由于自身重力作用順流而下，依次經(jīng)過各級流化床，而被氣體帶走的細(xì)小礦粉經(jīng)每級旋風(fēng)分離器氣固分離后通過下料管進(jìn)入下一級流化床，鋁鐵共生礦粉與所述還原性高溫煤氣逆向接觸，進(jìn)行流化還原，其中流化氣速為O. I O. 6m/s，所述多級流化床內(nèi)壓力保持范圍為O. I I. OMPa，流化床內(nèi)還原溫度為500 950°C，流化還原的時(shí)間為3(T90min ;最后，鋁鐵共生礦粉從最后一級流化床排出，還原度達(dá)到50%以上，供終還原爐冶煉使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述多級流化床反應(yīng)器中的第一級流化床中的旋風(fēng)分離器排出的還原尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述鋁鐵共生礦中含有質(zhì)量百分比為5 30%的Al2O3, 30 70%的TFe。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述多級流化床反應(yīng)器為2 4級。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述鋁鐵共生礦粉的Al2O3含量為15 30%，TFe含量為30 55%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述鋁鐵共生礦粉的粒度范圍為O. 05 1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述還原性高溫煤氣還原成分C0%+H2%的體積含量為優(yōu)選7(Γ98%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述流化氣速為O. 2 O. 4m/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述多級流化床內(nèi)壓力保持范圍為O. 4 O. 8MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述流化床內(nèi)還原溫度為650 900°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，其特征在于所述流化還原的時(shí)間為50 90min。
全文摘要
一種鋁鐵共生礦流態(tài)化預(yù)還原的方法，Al2O3含量為5~30%，TFe含量30~70%，粒度0.01～8mm的鋁鐵共生礦粉通過螺旋進(jìn)料器進(jìn)入多級流化床反應(yīng)器中的第一級流化床，同時(shí)還原性高溫煤氣從最后一級流化床底部通入；還原性高溫煤氣由終還原爐產(chǎn)生的還原性高溫煤氣和返回的尾氣混合調(diào)整而得，還原性高溫煤氣與礦粉逆向流動，分別依次逆向流過各級流化床，進(jìn)行流態(tài)化還原；最后礦粉從最后一級流化床排出，還原度可達(dá)到50%以上。此外，還原尾氣經(jīng)除塵、洗滌和脫除CO2工序后返回兌入終還原爐出口煤氣中進(jìn)行煤氣調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。本發(fā)明的鋁鐵共生礦流態(tài)化氣基預(yù)還原的方法，工藝操作簡單、生產(chǎn)效率高，可以連續(xù)化大批量處理鋁鐵共生礦，并且循環(huán)利用高溫煤氣，在鋁鐵共生礦綜合利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
文檔編號C22B1/00GK102925666SQ20121040836
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王志, 張奔, 公旭中, 郭占成 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所