[发明专利]煤基炼铁工艺中排出的含铁副产物再循环的方法、用于该方法的系统和直接还原铁结块系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于对含有有用材料如铁的并在煤基铁水制造工艺中以粉尘和泥渣的形式排出的副产物进行有效地结块以在还原铁结块工艺中再利用副产物的方法和系统。

此外，本公开涉及一种用于使结块的副产物再循环的方法，并且更具体地，涉及一种用于使副产物在还原铁结块工艺中再循环的方法和系统。

背景技术

FINEX法，一种煤基铁水生产方法，包括用于还原细铁矿的流化还原工艺、用于使还原的细铁矿结块的结块工艺、以及用于在包括煤填充层的熔炼炉中熔化结块的和还原的铁矿石的熔炼炉工艺。从这些工艺中的每个工艺中均排出了一定量的副产物。

副产物包括大量能够在铁水制造工艺中使用的材料，例如，铁矿石、辅助材料和含碳材料，并且在经济上理想的是使副产物在铁水制造工艺中再循环。副产物可以通过利用水而以泥渣的形式收集或者在不用水的情况下以粉尘的形式收集。

然而，由于以泥渣的形式收集的副产物中所含的水，这种副产物不易处理，并且在使副产物再循环之前需要预处理工艺。即，有必要在使泥渣型副产物再循环之前从泥渣型副产物去除水至一定程度，而这需要大量的能量。

此外，由于这种副产物具有相当小的粒径(在100μm以下的水平)，因此如果在铁水制造工艺中直接使用副产物，则大部分副产物可能会被吹走。因此，由于这种问题，副产物在结块之后在熔炼炉工艺中再循环。

当副产物在熔炼炉工艺中再循环时，粉尘型副产物被结块之后加入到熔炼炉中，而泥渣型副产物被干燥、结块之后加入到熔炼炉中。然而，由于结块的副产物具有低水平的室温强度和低水平的高温强度(热强度)，因此结块的副产物在传送期间或在被加入到具有大约1,000℃的温度的熔炼炉中的当时容易破碎。来自结块的副产物破碎的颗粒可能会被熔炼炉的还原气体吹走并可能以粉尘或泥渣的形式排出，从而降低了再循环的效率。此外，如果来自结块的副产物破碎的颗粒留在熔炼炉中，则颗粒可能会填充大颗粒的孔隙，并因而大颗粒的渗透性可能会降低。

为了解决这些问题，使用粘结剂来改善颗粒的联接强度，或者如在造球(pelletizing)工艺中一样进行高温热处理。然而，在这种情况下，能耗和制造成本增加，并且再循环的效果降低。

由于上面提到的问题，副产物在铁水生产FINEX系统中有限制地再利用，并且因而，大部分所收集的副产物被提供给需要免费铁源的水泥厂或者被埋入地下。因此，需要用于利用最小量的能量来使副产物再循环同时防止结块的副产物破碎的技术。

发明内容

技术问题

本公开内容的一个方面可以提供一种用于使从铁水制造工艺中以泥渣和粉尘的形式排出的副产物结块以使该副产物再循环的方法和系统。

本公开内容的一个方面还可以提供一种用于通过使以泥渣和粉尘的形式排出的副产物结块、将结块的副产物与还原铁混合、以及使与所述结块的副产物混合的还原铁结块来使该副产物有效地再循环的方法和系统。

技术方案

根据本公开内容的一方面，提供了一种用于使从铁水制造工艺中以含水的粉尘和泥渣的形式排出的含铁副产物再循环的方法，该方法包括：使从铁水制造工艺中排出的副产物结块以形成副产物密实体；以及通过将还原铁与所述副产物密实体混合并使与副产物密实体混合的还原铁结块来形成还原铁密实体。

副产物的结块可以包括：干燥泥渣的一部分或全部；通过使干燥的泥渣与粉尘或与粉尘和剩余的泥渣混合来制备具有预定水含量的副产物混合物；使副产物混合物结块以形成结块的副产物；以及干燥结块的副产物以形成副产物密实体。

干燥泥渣的一部分或全部可以包括将粉尘加到泥渣的所述一部分或全部中。

副产物混合物可以具有30wt％以下的水含量。

结块可以通过搅拌和混合方法、造球方法、制团方法或挤出方法来进行，并且搅拌和混合方法可以以200rpm至600rmp的速度进行30分钟。

副产物密实体可以具有5wt％以下的水含量。

结块的副产物的干燥可以通过利用了带式干燥机或链箅干燥机的静态干燥方法来进行。

副产物密实体可以具有1mm至10mm的平均粒径。

在结块的副产物的干燥之后，该方法还可以包括对副产物密实体进行分选以分离出具有1mm至10mm的粒径的副产物密实体，并且副产物密实体可以在粒径为5mm时具有0.5kgf以上的强度。

在形成还原铁密实体时，副产物密实体和还原铁可以以大于0:10但等于或小于9:1的重量比混合。