[实用新型]一种生产磁性铁精粉立窑

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生产磁性Fe₃O₄铁精粉的生产设备，特别涉及一种将含Fe₂O₃的铁矿采用立窑还原成磁铁矿的立窑。

背景技术

磁性铁精粉是指粉状的Fe₃O₄。目前，磁性铁精粉生产中需要将赤铁矿等铁矿在立窑内还原成磁铁矿。其立窑属于间歇式生产，其内为负压，顶部为原料进口，内腔从上至下依次为进料段(预热段)、还原段和冷却段，上下同径，即进料段和还原段、冷却段的内径相等。这种的立窑结构存在以下缺陷：1、因进料段和还原段、冷却段的内径相同，加料后立窑内腔基本上被固体物料充满，内腔没有足够的空间容纳还原气体，立窑内未形成充分的还原环境，致使还原气体与固体物料无充分的接触机会，只有增加反应物的停留时间以实现完全反应，常常出现铁矿还原不充分的情况，只能采用一次一窑法保证反应效果；2、还原反应需要氧气的参与，现有技术是使立窑内腔处于负压状态通过进料口吸入空气，以保证还原段有氧气不断进入，其副作用是冷却段也不可避免地会有氧气进入，已被还原的磁铁矿在高温下又与氧接触，出现磁铁矿被二次氧化的情况；3、煤通常既作还原剂又作燃料，都是从立窑上端入口一次性加入，作不同用途的煤没有人为区分，其燃烧过程不能控制，致使窑内温度无法控制，如窑内温度过高，铁矿中的Fe₂O₃与二氧化硅结合形成硅酸铁，不利于后续工艺的磁选。4、由于燃烧空间有限，不能实现喷煤燃烧。综上所述，现有的铁矿立窑还原属于间歇式生产，其合格率一般仅为50％左右，生产效率低，不能实现工业化连续生产需进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种能实现工业化连续生产、产品合格率达98％的立窑，它具有降低原材料消耗和能源消耗的优点。

本实用新型的技术方案为：

一种生产磁性铁精粉的立窑，顶部为原料进口，内腔从上至下依次为进料段、还原段和冷却段，其特征在于：所述的进料段的内径小于还原段的内径；

作为对本实用新型的进一步改进，所述的立窑侧面设置有供燃料煤和空气喷入的喷入口，所述的喷入口的位于还原段内。

作为对本实用新型的进一步改进，所述的进料段的内径与还原段内径的差值与喷煤入口内径的比值为1∶0.5～1∶2。

作为对本实用新型的进一步改进，所述的进料段的内径与还原段内径的差值与喷煤入口内径的比值为1∶1。

作为对本实用新型的进一步改进，所述的立窑冷却段下联接的出料管道延伸至封闭式容器内。

作为对本实用新型的进一步改进，所述的封闭式容器为水封式容器。

物料在立窑内的反应过程为：

一、作为燃料的煤与空气同时喷入窑内，在窑内燃烧，产生CO₂，铁矿物料与原料煤混合均匀从上部进入立窑内，物料形成自然堆积角并与立窑内壁形成环状还原空腔，原料煤(C分子)与燃烧喷煤中的CO₂结合，产生充足的CO，立窑内呈正压状态，构成理想的还原环境。

C+CO₂→CO

二、赤铁矿在正压状态下的还原气氛中被还原。

CO+C+Fe₂O₃→Fe₃O₄+FeO+CO₂

三、全部的赤铁矿被充分还原后，得到反应产物Fe₃O₄，反应产物Fe₃O₄经过冷却段冷却，经管道直接落入封闭式容器内。

本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型采用立窑的进料段内径小于还原部份的结构，一方面限制了原料的加入速度，另一方面利用颗粒物料在落下过程中能形成自然堆积角的特性，使原料物料能在立窑内的还原段形成自然堆积角，物料与立窑还原段内壁之间形成一定的空间，燃料煤喷入此空间内，与空气结合进行燃烧，此空间起到了喷煤燃料室的作用，在为窑内提供热能的同时使还原煤能与CO₂反应生成CO，保证了反应所需的还原剂，使Fe₂O₃能充分反应，使连续进入窑内的原料在此空间内能迅速完成反应，为连续生产创造了条件，并使立窑内的压力呈正压状态，反应产物可从窑底不断输出，实现连续生产。