粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐及焙燒方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒爐及利用該焙燒爐進(jìn)行的粉狀難選低品位鐵礦石磁化焙燒方法。所述焙燒爐包括圓柱形爐體，爐體內(nèi)設(shè)有若干隔板，爐體中心處穿設(shè)有轉(zhuǎn)軸，爐體頂部設(shè)有給料口和引風(fēng)機(jī)，爐體底部設(shè)有出料口，爐體的上部、中部、下部依次設(shè)有第一進(jìn)煙口、第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口；出料口下方設(shè)有水池；所述隔板上設(shè)有扒臂，所述扒臂與轉(zhuǎn)軸相連接；所述隔板上還開設(shè)有下料孔。本發(fā)明磁化焙燒爐具有爐內(nèi)溫度調(diào)整范圍大、氣氛控制靈活、氣固接觸面積大、單位體積產(chǎn)能高、還原反應(yīng)速度較快、磁性鐵轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn)，是處理粉狀難選低品位的鏡鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦的較好磁化焙燒設(shè)備。
【專利說(shuō)明】粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐及焙燒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒爐及利用該焙燒爐進(jìn)行的粉狀難選低品位鐵礦石磁化焙燒方法。
【背景技術(shù)】[0002]我國(guó)鐵礦石資源大多為平均含鐵不足35%的貧鐵礦，這些鐵礦石中的鐵礦物主要以鏡鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦和赤鐵礦等形式存在，礦石的嵌布粒度細(xì)并伴生有大量物化性質(zhì)相近的含鐵硅酸鹽。采用重力選、磁選、浮選等常規(guī)選礦工藝處理這些低品位難選鐵礦石資源，不僅難以獲得高質(zhì)量的鐵精礦，而且還會(huì)產(chǎn)生數(shù)量可觀的難選中礦，經(jīng)濟(jì)效益較差。目前，鐵礦石磁化焙燒-磁選技術(shù)是處理難選礦較為有效的方法。鐵礦石磁化焙燒工藝按焙燒爐的結(jié)構(gòu)形式可分為豎爐焙燒、回轉(zhuǎn)窯焙燒、沸騰焙燒和閃速爐焙燒。磁化焙燒技術(shù)主要有氣基磁化焙燒和煤基磁化焙燒。
[0003]其中，豎爐一般用于處理粒徑在15mm以上的塊礦，存在著小粒級(jí)塊礦過(guò)還原，而大粒級(jí)塊礦欠還原的現(xiàn)象，而且由于大粒度的鐵礦石單位比表面積較小，因而鐵礦石和還原劑(CO和H2等)的接觸機(jī)會(huì)少，其還原過(guò)程進(jìn)行較為緩慢，造成堅(jiān)爐焙燒的產(chǎn)量較低；回轉(zhuǎn)窯用于處理粒徑在15_以下的粉礦，存在著礦石還原不均勻、回轉(zhuǎn)窯易結(jié)圈等問(wèn)題；沸騰爐(和閃速焙燒爐主要是處理粒級(jí)為3mm以下礦石的一種爐型，其礦石的磁化焙燒質(zhì)量較豎爐和回轉(zhuǎn)窯都要好，但也存在著鐵礦石還原不均勻和焙燒成本高等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種磁化效率和產(chǎn)能高、生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)緊湊且占地面積小的粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述磁化焙燒爐進(jìn)行的粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法。
[0006]為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐，包括圓柱形爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有若干隔板，爐體中心處穿設(shè)有轉(zhuǎn)軸，爐體頂部設(shè)有給料口和引風(fēng)機(jī)，爐體底部設(shè)有出料口，爐體的上部、中部、下部依次設(shè)有第一進(jìn)煙口、第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口 ；所述出料口下方設(shè)有水池；所述隔板上設(shè)有扒臂，所述扒臂與轉(zhuǎn)軸相連接；所述隔板上還開設(shè)有下料孔，且相鄰隔板上的下料口交錯(cuò)設(shè)置。
[0007]進(jìn)一步地，還包括第一燃燒室和第二燃燒室，所述第一進(jìn)煙口與第一燃燒室相連通，所述第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口與第二燃燒室相連通。
[0008]進(jìn)一步地，所述扒臂上設(shè)有扒齒，所述扒齒上開設(shè)有扒齒孔。扒齒孔可方便物料穿過(guò)，防止扒臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)物料發(fā)生堆積。
[0009]一種利用上述磁化焙燒爐進(jìn)行的粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，包括如下工藝步驟:(I)將3mm以下的粉狀鐵礦石與Imm以下的煤粉按95~96%:4~5%的重量比進(jìn)行配料，配料后將鐵礦石粉與煤粉混合均勻，得到混合料；
(2 )將混合料通過(guò)給料口送入多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐爐體內(nèi)；高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)第一進(jìn)煙口、第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口進(jìn)入爐體內(nèi)，并通過(guò)隔板上的下料孔不斷上升，使?fàn)t體內(nèi)溫度保持在 650-750°C ；
(3)扒臂在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下，在隔板上表面不斷作轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)隔板上的混合料進(jìn)行不斷翻動(dòng)，混合料在經(jīng)過(guò)下料孔時(shí)落入下層隔板；混合料在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與上升的高溫?zé)煔獠粩噙M(jìn)行熱交換，依次完成干燥、預(yù)熱和焙燒；
(4)焙燒后得到的焙燒礦落入爐體底部低溫段，在扒臂翻動(dòng)作用下進(jìn)行冷卻，冷卻后的焙燒礦通過(guò)出料口進(jìn)入水池進(jìn)行水淬，使焙燒礦溫度降至70°C以下；
(5)水淬后的焙燒礦經(jīng)磨礦后進(jìn)行磁選，即可得高品位鐵精礦。
[0010]進(jìn)一步地，步驟(I)中，所述煤粉為含碳量在79%以上的無(wú)煙煤。
[0011]進(jìn)一步地，步驟(2)中，在將混合料送入焙燒爐之前，采用從焙燒爐引風(fēng)機(jī)排出的廢煙氣對(duì)混合料進(jìn)行初步干燥，使混合料水分降至3%以下。
[0012]進(jìn)一步地，步驟(2)中，供入焙燒爐內(nèi)的高溫?zé)煔獾膲簭?qiáng)為30_50Kpa。這樣才能使從焙燒爐排出的煙氣壓力保持在20~30Pa，以達(dá)到焙燒爐的微正壓工作。
[0013]進(jìn)一步地，步驟(3)中，混合料干燥時(shí)間為15-20min，預(yù)熱時(shí)間為10_15min，焙燒時(shí)間為20-25min。
[0014]進(jìn)一步地，步驟(3)中，爐內(nèi)含氧量控制在1_3%。
[0015]進(jìn)一步地,步驟(5)中,磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為60_160kA/m。
[0016]本發(fā)明磁化焙燒爐相鄰隔板上的下料口交錯(cuò)設(shè)置，可避免相鄰隔板之間的煙氣發(fā)生短路現(xiàn)象，防止煙氣快速通過(guò)，進(jìn)而延長(zhǎng)煙氣的行程；扒臂和扒齒可對(duì)混合料進(jìn)行不斷翻動(dòng)，使混合料獲得充分熱交換和反應(yīng)。焙燒爐還采取了如下防止鐵礦石結(jié)爐的措施:①燃燒室設(shè)置在焙燒爐的兩側(cè)，燃料在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)進(jìn)煙口進(jìn)入燒爐內(nèi)，加熱更加均勻，避免了燃料在爐內(nèi)直接燃燒時(shí)火焰局部高溫所造成的粉狀鐵礦石熔化現(xiàn)象，進(jìn)而防止鐵礦石在焙燒爐內(nèi)局部的結(jié)爐現(xiàn)象；②爐內(nèi)采用扒齒翻動(dòng)物料的形式，可杜絕鐵礦石在隔板上的粘結(jié)。
[0017]對(duì)于本發(fā)明磁化焙燒方法，因?yàn)樵诨旌狭现?，固體碳和鐵礦石顆粒之間是不完全接觸的，兩個(gè)固相之間的接觸面積較小，使Fe2O3和C直接反應(yīng)能力較小，在焙燒爐內(nèi)采用微氧化性氣氛(含氧量控制在1_3%)，使鐵礦石中的碳在與爐氣中微量氧接觸后，由于碳的缺氧反應(yīng)可生成一定量的CO，從而可提高含碳鐵礦石內(nèi)部的還原氣氛濃度，也就提高了還原反應(yīng)速度。同時(shí)Fe2O3和C直接反應(yīng)對(duì)還原含碳鐵礦石最大的貢獻(xiàn)是產(chǎn)生了 CO和CO2，菱鐵礦受熱分解在生成Fe3O4時(shí)也放出了 CO和CO2，并在爐內(nèi)高溫下由于CO2的存在，鐵礦石中的C被氣化產(chǎn)生CO，使Fe2O3被還原成Fe3O4的反應(yīng)持續(xù)下去。
[0018]另外，可通過(guò)調(diào)節(jié)第一燃燒室和第二燃燒室的進(jìn)風(fēng)量或燃料量，使燃料在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生一定的不完全燃燒，這樣既保證了鐵礦石磁化焙燒所需的熱量，又可產(chǎn)生還原性氣體CO。焙燒爐尾氣則通過(guò)頂部引風(fēng)機(jī)送入物料脫水和細(xì)粒收集系統(tǒng)。細(xì)粒收集系統(tǒng)回收的約占總給料量5%的粉狀鐵礦石可做為成品進(jìn)行利用，除塵后的廢氣由煙囪排入大氣。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:(1)本發(fā)明多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐具有爐內(nèi)溫度調(diào)整范圍大、氣氛控制靈活、氣固接觸面積大、單位體積產(chǎn)能高、還原反應(yīng)速度較快、磁性鐵轉(zhuǎn)化效率高、生產(chǎn)成本低、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、適用范圍廣和廢氣熱能利用率高的優(yōu)點(diǎn)，是處理粉狀難選低品位的鏡鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦的較好磁化焙燒設(shè)備；
(2)本發(fā)明焙燒爐內(nèi)氣固接觸面積較之回轉(zhuǎn)窯等提高很多，鐵礦石在爐內(nèi)的脫水、干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻等過(guò)程均在動(dòng)態(tài)下完成，可使?fàn)t氣與鐵礦石的接觸面積比平鋪料層大大增加，能使鐵礦石快速達(dá)到焙燒所需的溫度；細(xì)粒鐵礦石(-0.2mm)與爐氣的換熱系數(shù)較大，整個(gè)系統(tǒng)的傳熱效率較高；
(3)混合料在焙燒爐內(nèi)不斷進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，可提高物料與還原氣體間的傳熱和傳質(zhì)效率，使鐵礦石的還原反應(yīng)易于進(jìn)行；
(4)本發(fā)明方法可簡(jiǎn)化現(xiàn)有處置粉狀難選鐵礦石所采用的含碳球團(tuán)焙燒-磁選工藝，對(duì)于粉狀鐵礦石在配煤后，直接在焙燒爐中進(jìn)行加熱和還原，省去了鐵礦石的磨礦、潤(rùn)磨、造球、干燥等環(huán)節(jié)。
[0020](5)采用鐵礦石逐級(jí)預(yù)熱和逐級(jí)反應(yīng)的原理，焙燒爐各段可選擇合理的溫度制度和供熱制度，能使?fàn)t內(nèi)的壓力、氣氛和溫度達(dá)到鐵礦石焙燒的最佳要求，此外采用從爐頂排出的廢氣余熱來(lái)干燥鐵礦石，節(jié)約了一定的能源；
(6)焙燒后的產(chǎn)品仍為粉礦，可減少后續(xù)磁選工藝中破碎和磨細(xì)的能源消耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A部局部放大圖 。
[0022]圖中，1-爐體，2-隔板，3-轉(zhuǎn)軸，4-給料口，5-引風(fēng)機(jī)，6_出料口，7_水池，8_第一進(jìn)煙口，9-第二進(jìn)煙口，10-第三進(jìn)煙口，11-第一燃燒室，12-第二燃燒室，13-扒臂，14-扒齒，15-扒齒孔，16-下料孔。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1和2所示，一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐，包括圓柱形爐體1，爐體I內(nèi)設(shè)有若干隔板2 (本實(shí)施例中，隔板2為10層)，爐體I中心處穿設(shè)有轉(zhuǎn)軸3，轉(zhuǎn)軸3上下端部通過(guò)軸承(圖中未標(biāo)出)分別與爐體I相固定，爐體I頂部設(shè)有給料口 4和引風(fēng)機(jī)5，爐體I底部設(shè)有出料口 6，爐體I的上部、中部、下部依次設(shè)有第一進(jìn)煙口 8、第二進(jìn)煙口 9和第三進(jìn)煙口 10 ;出料口 6下方設(shè)有水池7 ;隔板2上設(shè)有扒臂13，扒臂13與轉(zhuǎn)軸3相連接；扒臂13上設(shè)有扒齒14，扒齒14上開設(shè)有扒齒孔15 ;隔板2上還開設(shè)有下料孔16，且相鄰隔板2上的下料孔16交錯(cuò)設(shè)置；所述磁化焙燒爐還包括第一燃燒室11和第二燃燒室12，其中，第一進(jìn)煙口 8與第一燃燒室11相連通，第二進(jìn)煙口 9和第三進(jìn)煙口 10與第二燃燒室12相連通。
[0024]一種利用上述磁化焙燒爐進(jìn)行的粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，包括如下工藝步驟:
(I)將3mm以下的粉狀鐵礦石與Imm以下的煤粉按95~96%:4~5%的重量比進(jìn)行配料，配料后將鐵礦石粉與煤粉混合均勻，得到混合料；煤粉選擇含碳量在79%以上的無(wú)煙煤，而且因?yàn)檎辰Y(jié)性強(qiáng)的煤在鐵礦石焙燒過(guò)程中容易結(jié)塊，影響焙燒質(zhì)量，一般不能使用，應(yīng)采用灰份少、揮發(fā)份含量較低和粘結(jié)性低的無(wú)煙煤；
(2)采用從焙燒爐引風(fēng)機(jī)5排出的廢煙氣對(duì)混合料進(jìn)行初步干燥，使混合料水分降至3%以下；然后將混合料通過(guò)給料口 4送入多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐爐體I內(nèi)；高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)第一進(jìn)煙口 8、第二進(jìn)煙口 9和第三進(jìn)煙口 10進(jìn)入爐體I內(nèi)，并通過(guò)隔板2上的下料孔16不斷上升，使?fàn)t體I內(nèi)溫度保持在650-750°C ;控制使?fàn)t體I內(nèi)含氧量在1_3%，供入焙燒爐內(nèi)的高溫?zé)煔獾膲簭?qiáng)為30-50Kpa ；
(3)扒臂13在轉(zhuǎn)軸3帶動(dòng)下，在隔板2上表面不斷作轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)隔板2上的混合料進(jìn)行不斷翻動(dòng)，混合料在經(jīng)過(guò)下料孔16時(shí)落入下層隔板；混合料在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與上升的高溫?zé)煔獠粩噙M(jìn)行熱交換，依次完成干燥、預(yù)熱和焙燒，而且混合料干燥時(shí)間為15-20min，預(yù)熱時(shí)間為10-15min，焙燒時(shí)間為20-25min ;具體地，在磁化焙燒爐內(nèi)，以隔板2為單位，由上至下，第I~3層為干燥段，第4~5層為預(yù)熱段，第6~8層為焙燒段，第9~10層為冷卻段；第一進(jìn)煙口 8設(shè)于干燥段下部，第二進(jìn)煙口 9設(shè)于預(yù)熱段下部，第三進(jìn)煙口 10設(shè)于焙燒段下部；
(4)焙燒后得到的焙燒礦落入爐體I底部低溫段即冷卻段，在扒臂13翻動(dòng)作用下進(jìn)行冷卻，冷卻后的焙燒礦通過(guò)出料口 6進(jìn)入水池7進(jìn)行水淬，使焙燒礦溫度降至70°C以下；
(5)水淬后的焙燒礦經(jīng)磨礦后進(jìn)行弱磁選，磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為60-160kA/m，即可得高品位鐵精礦。
[0025]本發(fā)明鐵礦石磁化焙燒后弱磁選的產(chǎn)品指標(biāo)如表1所示:
表1本發(fā)明鐵礦石磁化焙燒后弱磁選的產(chǎn)品指標(biāo)_
【權(quán)利要求】
1.一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐，其特征在于，包括圓柱形爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有若干隔板，爐體中心處穿設(shè)有轉(zhuǎn)軸，爐體頂部設(shè)有給料口和引風(fēng)機(jī)，爐體底部設(shè)有出料口，爐體的上部、中部、下部依次設(shè)有第一進(jìn)煙口、第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口 ；所述出料口下方設(shè)有水池；所述隔板上設(shè)有扒臂，所述扒臂與轉(zhuǎn)軸相連接；所述隔板上還開設(shè)有下料孔，且相鄰隔板上的下料口交錯(cuò)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐，其特征在于，還包括第一燃燒室和第二燃燒室，所述第一進(jìn)煙口與第一燃燒室相連通，所述第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口與第二燃燒室相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐，其特征在于，所述扒臂上設(shè)有扒齒，所述扒齒上開設(shè)有扒齒孔。
4.一種利用權(quán)利要求1所述磁化焙燒爐進(jìn)行的粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，包括如下工藝步驟: (I)將3mm以下的粉狀鐵礦石與Imm以下的煤粉按95~96%:4~5%的重量比進(jìn)行配料，配料后將鐵礦石粉與煤粉混合均勻，得到混合料； (2 )將混合料通過(guò)給料口送入多級(jí)流態(tài)磁化焙燒爐爐體內(nèi)；高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)第一進(jìn)煙口、第二進(jìn)煙口和第三進(jìn)煙口進(jìn)入爐體內(nèi)，并通過(guò)隔板上的下料孔不斷上升，使?fàn)t體內(nèi)溫度保持在 650-750°C ； (3)扒臂在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下，在隔板上表面不斷作轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)隔板上的混合料進(jìn)行不斷翻動(dòng)，混合料在經(jīng)過(guò)下料孔時(shí)落入下層隔板；混合料在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與上升的高溫?zé)煔獠粩噙M(jìn)行熱交換，依次完成干燥、預(yù)熱和焙燒； (4)焙燒后得到的焙燒礦落入爐體底部低溫段，在扒臂翻動(dòng)作用下進(jìn)行冷卻，冷卻后的焙燒礦通過(guò)出料口進(jìn)入水池進(jìn) 行水淬，使焙燒礦溫度降至70°C以下； (5)水淬后的焙燒礦經(jīng)磨礦后進(jìn)行磁選，即可得高品位鐵精礦。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，其特征在于，步驟(I)中，所述煤粉為含碳量在79%以上的無(wú)煙煤。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，其特征在于，步驟(2)中，在將混合料送入焙燒爐之前，采用從焙燒爐引風(fēng)機(jī)排出的廢煙氣對(duì)混合料進(jìn)行初步干燥，使混合料水分降至3%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，其特征在于，步驟(2)中，供入焙燒爐內(nèi)的高溫?zé)煔獾膲簭?qiáng)為30-50Kpa。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，其特征在于，步驟(3)中，混合料干燥時(shí)間為15-20min，預(yù)熱時(shí)間為10_15min，焙燒時(shí)間為20_25mino
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，其特征在于，步驟(3)中，爐內(nèi)含氧量控制在1_3%。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉狀難選低品位鐵礦石多級(jí)流態(tài)煤基磁化焙燒方法，其特征在于，步驟(5)中，磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為60-160kA/m。
【文檔編號(hào)】C22B1/10GK103468934SQ201310355410
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】權(quán)芳民, 王明華, 秦積峰 申請(qǐng)人:甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司