[发明专利]一种处理铁矿石的流态化焙烧工艺

说明书

本发明涉及一种处理铁矿石的流态化焙烧工艺，属于矿物加工技术领域。一种处理铁矿石的流态化焙烧工艺，其特征在于：将铁矿石颗粒由还原反应器下部连续通入还原反应器中，利用由还原反应器底部进入的还原性混合气气流携带铁矿石颗粒向上运动并于500℃～600℃进行焙烧，焙烧后获得的固体物料经由反应器上部物料出口连续排出反应器，与此同时对还原反应器施加磁场，磁场强度40～60kA/m，磁场方向垂直向上。本发明通过在还原反应器周围加入稳定磁场，合理控制反应器内部磁性颗粒的流动行为，使其内部气固两相流动更加稳定，气体与铁矿石反应充分，提高焙烧效率。

技术领域

本发明涉及一种处理铁矿石的流态化焙烧工艺，属于矿物加工技术领域。

背景技术

铁矿石是我国钢铁工业的保障性资源，属国家的重大战略需求。我国铁矿资源禀赋差、难利用、采选成本高，国产铁矿石长期处于严重的短缺状态，2016年我国进口铁矿石10.24亿t，对外依存度超过86％，创历史新高。2017年2月铁矿石进口价涨至90美元/吨，直接导致我国铁矿石进口成本的大幅增加，这不仅对我国钢铁产业造成严重影响，对国民经济的安全运行也构成了巨大威胁。在我国复杂难选铁矿资源中，微细粒矿、菱铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿属典型难利用铁矿资源，总储量达200亿吨以上，广泛分布于辽宁、河北、山西、陕西、湖北、新疆等地。由于该类铁矿石矿物组成复杂、结晶粒度微细，采用常规选矿技术难以获得较好的技术经济指标，部分资源尚未获得大规模工业化开发利用，部分资源虽得以开发，但利用效率极低。因而，研发自主创新技术，实现我国铁矿资源的高效开发利用，提高铁矿石自给率，具有重要的战略意义。

近年来，国内许多研究单位围绕微细粒矿、菱铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿等复杂难选铁矿资源的高效开发与利用，开展了大量的基础研究和技术开发工作，基本达成了采用选冶联合工艺才能实现复杂难选铁矿资源高效利用的共识。其中磁化焙烧-磁选是处理复杂难选铁矿最为有效的技术，研制出生产效率高、运行稳定、能耗低的磁化焙烧装备成为矿业科学界和产业界的共同理想。磁化焙烧-磁选是指将物料或矿石在相应的气氛中加热进行化学反应，使其中的赤铁矿(Fe₂O₃)、菱铁矿(FeCO₃)、褐铁矿(Fe₂O₃·nH₂O)等弱磁性铁矿物转变为强磁性的磁铁矿(Fe₃O₄)或磁赤铁矿(γ-Fe₂O₃)，再利用矿物之间的磁性差异进行磁选。

磁化焙烧方式有竖炉焙烧、回转窑焙烧、流态化焙烧等。竖炉磁化焙烧工艺主要适合处理粒度25-75mm的块矿，且该工艺存在着单机处理能力低、能耗高、焙烧时间长、产品质量不均匀等问题。目前国内仅有酒钢选矿厂采用44座100m3竖炉焙烧含碳酸盐铁矿石。回转窑磁化焙烧工艺适合处理粒度25mm以下矿石，磁化焙烧质量及分选指标较竖炉好。大西沟选矿厂采用煤基回转窑磁化焙烧-弱磁选-反浮选工艺处理菱铁矿，获得了铁精矿TFe品位60.63％，铁回收率75.42％的良好工业生产指标。但回转窑工艺仍存在着磁化率低、易结圈、生产不稳定、作业率低和能耗高等问题。