本實(shí)用新型涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于高磷鮞狀赤鐵礦的燒結(jié)氣化脫磷回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2008年金融危機(jī)爆發(fā)后，中國(guó)鋼鐵企業(yè)遭遇了前所未有的“寒冬”，企業(yè)效益一直處在微利和虧損狀態(tài)，一方面，鋼材市場(chǎng)需求低迷，另一方面我國(guó)鋼鐵企業(yè)過(guò)度依賴(lài)進(jìn)口鐵礦石，且進(jìn)口鐵礦石價(jià)格一路飆升。為了降低生產(chǎn)成本，大多數(shù)鋼鐵廠把目光轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)蘊(yùn)藏豐富的復(fù)合共生礦的開(kāi)發(fā)上，尤其是含磷量較高的高磷鮞狀赤鐵礦。

因高爐煉鐵不能脫磷，而轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷成本非常高，因而脫磷問(wèn)題是開(kāi)發(fā)利用高磷鐵礦首先要解決的問(wèn)題。

根據(jù)氧化物的氧勢(shì)圖可知，含磷氧化物的氧勢(shì)線在鐵氧化物的氧勢(shì)線之下，在氧勢(shì)圖中，一定溫度下，氧化物氧勢(shì)線越低，其氧勢(shì)就越小，氧化物就越穩(wěn)定，氧化物就越難被還原。在燒結(jié)原料中，主要礦物為赤鐵礦(Fe2O3)，且鐵礦粉燒結(jié)是一個(gè)典型的氧化性氣氛，含磷礦物幾乎沒(méi)有被還原的可能性，因此，通常情況下，在燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中鐵礦石中的磷元素會(huì)全部轉(zhuǎn)入到燒結(jié)礦中，進(jìn)而帶到高爐中。但是，燒結(jié)原料要配碳作為燃料，碳顆粒周?chē)鷷?huì)存在局部的還原性氣氛，從而有可能將高磷鐵礦中的磷元素還原出來(lái)形成脫磷效果。由于磷蒸汽極易被氧化，如果在添加某種物質(zhì)的作用下，形成穩(wěn)定的含磷氣態(tài)產(chǎn)物，則燒結(jié)過(guò)程中氣化脫磷在一定程度上是可行的，但脫磷產(chǎn)物難以收集。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高磷鮞狀赤鐵礦的燒結(jié)氣化脫磷回收系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于高磷鮞狀赤鐵礦的燒結(jié)氣化脫磷回收系統(tǒng)，包括助燃風(fēng)機(jī)、液化石油氣罐、燒結(jié)爐、點(diǎn)火器、一級(jí)旋風(fēng)除塵器、二級(jí)旋風(fēng)除塵器、冷凝器、脫磷產(chǎn)物收集容器和抽風(fēng)機(jī)，

所述助燃風(fēng)機(jī)和液化石油氣罐均通過(guò)管道與點(diǎn)火器連接，點(diǎn)火器下方設(shè)有燒結(jié)爐，燒結(jié)爐的出口與一級(jí)旋風(fēng)除塵器連接，一級(jí)旋風(fēng)除塵器通過(guò)管道與二級(jí)旋風(fēng)除塵器連接，二級(jí)旋風(fēng)除塵器通過(guò)管道與冷凝器進(jìn)氣口連接，冷凝器底部的出口下方設(shè)有脫磷產(chǎn)物收集容器，冷凝器出氣口通過(guò)管道與抽風(fēng)機(jī)連接。

進(jìn)一步的，所述抽風(fēng)機(jī)的耐溫度250℃，氣體流速為15-18m³/min，額定電壓為380V，額定功率為7.5KW。

進(jìn)一步的，所述一級(jí)旋風(fēng)除塵器和二級(jí)旋風(fēng)除塵器的電壓均為220V，頻率為50Hz，功率為1.0-1.2KW，最大風(fēng)量為1.2-1.8m³/min，一次過(guò)濾能夠除去95％以上45um以上的顆粒。

進(jìn)一步的，所述冷凝器為管殼式換熱器，換熱器運(yùn)行無(wú)噪音，最高耐壓1.6Mpa，采用不銹鋼材質(zhì)制成。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

1，本實(shí)用新型在燒結(jié)過(guò)程中將鐵礦原料中的P轉(zhuǎn)換為含磷產(chǎn)物PCl₃氣體，實(shí)現(xiàn)了在燒結(jié)過(guò)程直接脫磷，大大降低了原料成本和脫磷成本，對(duì)開(kāi)發(fā)和利用國(guó)內(nèi)蘊(yùn)藏量非常豐富的高磷鮞狀赤鐵礦有指導(dǎo)意義。

2，燒結(jié)廢氣中的脫磷產(chǎn)物經(jīng)過(guò)二級(jí)除塵后，利用含磷產(chǎn)物PCl₃的沸點(diǎn)為76℃，較其它廢氣沸點(diǎn)低很多的特點(diǎn)，在脫磷裝置中添加一個(gè)冷凝器，從而使氣態(tài)PCl₃變?yōu)橐簯B(tài)，完成脫磷產(chǎn)物的回收和富集的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-助燃風(fēng)機(jī)；2-液化石油氣罐；3-廢氣溫度顯示儀；4-第一溫度檢測(cè)傳感器；5-燒結(jié)爐；6-點(diǎn)火溫度顯示儀；7-點(diǎn)火器；8-負(fù)壓計(jì)；9-一級(jí)旋風(fēng)除塵器；10-二級(jí)旋風(fēng)除塵器；11-冷凝器；13-脫磷產(chǎn)物收集容器；14-抽風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

請(qǐng)參閱圖1，一種用于高磷鮞狀赤鐵礦的燒結(jié)氣化脫磷回收系統(tǒng)，包括助燃風(fēng)機(jī)1、液化石油氣罐2、燒結(jié)爐5、點(diǎn)火器7、一級(jí)旋風(fēng)除塵器9、二級(jí)旋風(fēng)除塵器10、冷凝器11、脫磷產(chǎn)物收集容器13和抽風(fēng)機(jī)14，

所述助燃風(fēng)機(jī)1和液化石油氣罐2均通過(guò)管道與點(diǎn)火器7連接，點(diǎn)火器7下方設(shè)有燒結(jié)爐5，燒結(jié)爐5內(nèi)設(shè)置有用于檢測(cè)廢氣溫度的第一溫度檢測(cè)傳感器4，第一溫度檢測(cè)傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與廢氣溫度顯示儀3連接，燒結(jié)爐5內(nèi)設(shè)置有負(fù)壓檢測(cè)傳感器，負(fù)壓檢測(cè)傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與負(fù)壓計(jì)8連接，燒結(jié)爐5的點(diǎn)火口設(shè)置有第二溫度檢測(cè)傳感器，第二溫度檢測(cè)傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與點(diǎn)火溫度顯示儀6連接，廢氣溫度顯示儀3能夠直觀顯示廢氣的溫度，點(diǎn)火溫度顯示儀6能夠顯示點(diǎn)火器7的點(diǎn)火溫度，負(fù)壓計(jì)8能夠測(cè)量燒結(jié)爐5內(nèi)的負(fù)壓；燒結(jié)爐5的出口與一級(jí)旋風(fēng)除塵器9連接，一級(jí)旋風(fēng)除塵器9通過(guò)管道與二級(jí)旋風(fēng)除塵器10連接，二級(jí)旋風(fēng)除塵器10通過(guò)管道與冷凝器11進(jìn)氣口連接，冷凝器11底部的出口下方設(shè)有脫磷產(chǎn)物收集容器13，脫磷產(chǎn)物收集容器13能夠耐受500kpa的高壓，且密閉性好；冷凝器11出氣口通過(guò)管道與抽風(fēng)機(jī)14連接。

在本實(shí)施例中，所述抽風(fēng)機(jī)14的耐溫度250℃，氣體流速為15-18m³/min，額定電壓為380V，額定功率為7.5KW。

在本實(shí)施例中，所述一級(jí)旋風(fēng)除塵器9和二級(jí)旋風(fēng)除塵器10的電壓均為220V，頻率為50Hz，功率為1.0-1.2KW，最大風(fēng)量為1.2-1.8m³/min，一次過(guò)濾能夠除去95％以上45um以上的顆粒。

在本實(shí)施例中，所述冷凝器11為管殼式換熱器，換熱器運(yùn)行無(wú)噪音，最高耐壓1.6Mpa，采用不銹鋼316L材質(zhì)制成。

在本實(shí)施例中，所述脫磷產(chǎn)物收集容器13的風(fēng)量為1200m³/h，功率為0.75KW，過(guò)濾效率大于99.9％，過(guò)濾面積為15m²，濾芯方便清理與替換。

本實(shí)用新型利用含磷產(chǎn)物PCl₃的沸點(diǎn)為76℃，較其它廢氣沸點(diǎn)低很多，因此在脫磷裝置中添加一個(gè)冷凝器11，可以達(dá)到使PCl₃氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，完成脫磷產(chǎn)物的回收和富集。

燒結(jié)時(shí)，首先向燒結(jié)爐5中加入燒結(jié)原料，配入碳作為燃料，并添加CaCl₂。開(kāi)啟點(diǎn)火器7，在碳顆粒周?chē)倪€原性氣氛下，發(fā)生反應(yīng)：

CaCl₂+SO₂(g)+O₂(g)＝CaSO₄+Cl₂ (1)

2Ca₅(PO₄)₃F+9Cl₂+9SiO₂+15C＝6PCl₃+15CO+9CaSiO₃+CaF₂ (2)

式(1)中的SO₂主要來(lái)源于原料中的硫分，O₂主要是由燒結(jié)抽風(fēng)負(fù)壓作用進(jìn)入原料；聯(lián)系式(1)和式(2)，起到脫磷作用的物質(zhì)是中間產(chǎn)物氯氣，氯氣由式(1)產(chǎn)生，參與到式(2)的反應(yīng)中，產(chǎn)生PCl₃氣體；

此外，向燒結(jié)爐5中還可以加入Na₂SO₄，當(dāng)原料中添加Na₂SO₄后，根據(jù)原料中已有的成分，發(fā)生如下反應(yīng)：

Na₂SO₄+Al₂O₃+2SiO₂+CO＝2NaAlSiO₄+SO₂+CO₂ (3)

礦石中赤鐵礦和脈石呈現(xiàn)鮞狀結(jié)構(gòu)，相互交替共生，嵌布緊密。從式(3)可知，在CO的作用下，原料中添加的Na₂SO₄能夠與礦石中脈石成分Al₂O₃和SiO₂參加反應(yīng)，從而起到了破壞鮞狀結(jié)構(gòu)的作用，使氟磷灰石暴露出來(lái)，最大程度上參與到反應(yīng)中。同時(shí)式(3)產(chǎn)生了SO₂，而SO₂是式(1)的反應(yīng)物，有利于脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。

燒結(jié)爐5燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣在抽風(fēng)機(jī)14作用下(抽風(fēng)機(jī)14產(chǎn)生負(fù)壓)首先通過(guò)管道依次經(jīng)過(guò)一級(jí)旋風(fēng)除塵器9和二級(jí)旋風(fēng)除塵器10，由一級(jí)旋風(fēng)除塵器9和二級(jí)旋風(fēng)除塵器10對(duì)除掉廢氣中的灰塵(避免灰塵在冷凝器11中出現(xiàn)堵塞問(wèn)題)；然后廢氣進(jìn)入到冷凝器11中，冷凝器11實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣進(jìn)行降溫，使沸點(diǎn)低的脫磷產(chǎn)物PCl₃(PCl₃的沸點(diǎn)為76℃)冷卻變?yōu)橐后w進(jìn)入到脫磷產(chǎn)物收集容器13中進(jìn)行富集回收，其他沸點(diǎn)高的氣體則隨抽風(fēng)機(jī)14排出。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。