[发明专利]一种矿石冶炼装置及其冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种矿石冶炼装置及其冶炼方法。

背景技术

目前矿石冶炼的方法很多，例如高炉冶炼普通铁精矿、钒钛磁铁矿、红土镍矿等。高炉由于炉内存在很高的料柱，需要大量的焦炭起到料柱骨料的作用，而焦煤作为稀缺资源，焦炭价格昂贵，限制了高炉进一步发展。矿热炉也是一种最为常见的矿石冶炼方法，广泛地应用于红土镍矿、铬铁矿等矿石的冶炼。矿热炉冶炼法具有工艺成熟、设备简单等优点，但需要消耗大量的电力，配套电厂规模大，运行成本高。目前，同时存在利用煤制气来熔炼矿石，这种技术利用廉价的煤产生合格热值的煤气，利用煤气来熔化DRI实现渣铁分离，具有用电量小、不用焦炭等优点，但其需要制气炉、熔炼炉两个冶炼设备，投资成本高。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供了一种矿石冶炼装置及其冶炼方法，通过熔炼造气炉实现金属熔炼和煤制气，提高冶炼效率，节省运行成本。

技术方案：一种矿石冶炼装置，包括顺序连接的还原装置、热送装置、熔炼造气炉及煤气处理系统，所述煤气处理系统接回至还原装置，所述熔炼造气炉设有向炉内通入氧气或空气、以及煤粉或焦粉的喷吹口。

进一步，所述还原装置为转底炉、回转窑、隧道窑或竖炉。

进一步，所述热送装置为高温链斗机的连续输送系统。

所述熔炼造气炉的进料口设置在炉顶中心，并通过螺旋布料器向熔池中进料。或者是，所述熔炼造气炉以炉顶为中心、均匀布置一组进料口。

进一步，所述煤气处理系统为干法布袋除尘处理系统或湿法除尘处理系统。

一种矿石冶炼装置的冶炼方法，包括以下步骤：

（1）矿石、还原剂、熔剂混合物料在还原装置内通过控制配碳量5~20%、还原温度800~1300℃及还原时间30~180min，还原矿石中有价金属；

（2）还原装置出料的DRI球团通过热送装置进入熔炼造气炉；

（3）通过喷吹口向熔炼造气炉内喷入煤粉及富氧空气并发生反应，其中，煤粉中的碳与富氧空气中的氧的质量比0.7~1.4，反应产生的高温辐射使熔池达到1400~1650℃，融化DRI球团实现渣铁分离；

（4）熔炼造气炉产生高热值煤气经煤气处理系统处理后供还原装置使用。

发明原理：本发明熔炼造气炉炉内不存在料柱，不需要使用焦炭，还原装置出料DRI通过热送系统经进料口直接进入所述熔池；煤粉、富氧空气、蒸汽从风口快速喷入熔池上方，发生一系列反应，产生高温辐射热熔化DRI，实现渣铁分离，铁水从上所述出铁口流出，炉渣从所述出渣口进出。

有益效果：本发明通过控制配碳量、还原温度和还原时间，在还原装置内还原矿石，还原装置出料DRI进入熔炼造气炉直接熔炼，熔炼造气炉内不存在料柱结构，不需要使用焦炭，同时熔炼造气熔能够产生高热值煤气供还原装置使用，从而减少了专门设置的煤制气炉，降低工程投资，提供经济效益，具有系统简单、可行性强等优点。

附图说明

图1是本发明矿石冶炼装置的结构示意图；

图2是实施例1熔炼造气熔的结构示意图；

图3是实施例2熔炼造气熔的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：

实施例1：一种矿石冶炼装置，包括顺序连接的还原装置1、热送装置2、熔炼造气炉3及煤气处理系统4，煤气处理系统4接回至还原装置1，熔炼造气炉3设有向炉内通入氧气或空气、以及煤粉或焦粉的喷吹口3-5。其中，还原装置1为转底炉，热送装置2为高温链斗机的连续输送系统，煤气处理系统4为干法布袋除尘处理系统。

具体的，如图2所示，熔炼造气炉3的进料口3-1布置在炉顶中心，通过进料口螺旋布料器3-1-1将DRI球团均匀地步入熔池3-4上。

采用上述矿石冶炼装置的一种矿石冶炼方法，具体操作如下：

S100：矿石、还原剂、熔剂混合物料进入还原装置1内，控制配碳量12%，通过煤气处理系统4提供的煤气燃烧热量使还原装置1内的温度达到1100℃，还原时间为100min，还原矿石中有价金属。

S200：还原装置1出料的DRI通过热送系统2经进料口3-1直接落入熔炼造气炉3中的熔池3-4上。