[发明专利]一种铁精矿碳氢联合直接还原工艺

说明书

本发明公开了一种铁精矿碳氢联合直接还原工艺，属于矿物加工、冶金技术领域，工艺包括配料制粒、焙烧还原、物料冷却、成品处理和烟气处理环节，缩短回转窑焙烧还原时间，产能提高；提高金属化球团强度，满足高炉或转炉用料标准，提高铁粉品位和金属回收率；降低系统能耗，降低碳排放，利于环保；防止回转窑结圈，提高回转窑生产作业率。

技术领域

本发明属于矿物加工、液晶技术领域，具体涉及一种铁精矿碳氢联合直接还原工艺。

背景技术

现代高炉炼铁生产技术经过长期发展，已趋成熟，各项技术经济指标以及大型化、机械化、自动化和连续化程度都已达到很高水平，同时，以高炉为核心的传统“铁、烧、焦”炼铁工艺固有的缺点也越来越突出，主要有：一是碳素消耗高，同时对焦炭的质量要求高，而焦煤资源却日益紧缺；二是环境污染，高炉不仅自身产生的污染严重，与之匹配的炼焦和烧结更是巨大的难治理污染源。制造金属化炉料并将其用于高炉生产，目前被认为是可用以改进现有炼铁工业最有发展前途的技术之一。利用金属化炉料替代氧化球团矿，在提高高炉生产率和降低还原剂使用量方面非常有效，其目标是在铁水生产过程中节约能源，可实现高炉原料结构的根本性变革。将现有高炉中100％的还原过程减少到一定值，可大大减轻高炉的负荷，从而使高炉利用系数升高，焦比显著降低，由于炉料中FeO减少，使硅酸铁的生成难度加大，从而改善造渣过程并使软熔带减薄并下降，对高炉顺行有利。同样，炼钢转炉使用金属化炉料后，可部分替代废钢降低炼钢成本。

直接还原工艺为选择性的还原过程，只还原铁而不还原其它元素，生产的金属化炉料配套干磨干选技术，可将其它元素及固有的氧化物大幅度抛除，能为制备超纯金属化铁粉或电炉生产纯净钢提供优质原料。

回转窑是冶金煤基直接还原工艺的一种典型装置，国内外也有不少回转窑直接还原生产金属化球团的产线，但直接还原时间长（8-12h）、产能低（15-25万t/年）、料温偏高（1100-1200℃），回转窑结圈问题也普遍突出。以上诸多因素最终体现到能耗高，生产成本居高不下，不能很好与高炉、转炉友好衔接，更不能为电炉生产纯净钢提供优质原料。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁精矿碳氢联合直接还原工艺，以解决回转窑直接还原工艺时间长、产能低、料温偏高和结圈的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铁精矿碳氢联合直接还原工艺，包括以下步骤：

步骤一、配料制粒：

将铁精矿、残炭、膨润土、添加剂按质量比100：50-60：2：1-3配料混匀后进行制粒；

步骤二、焙烧还原：

将制粒后的铁精矿球团和部分残炭粒通过带式输送机加入回转窑入料端，物料在回转窑内随着窑的转动向出料端移动，同时与窑内烟气、窑壁进行热交换，温度逐步升高，行进过程中进行预热、干燥后进入焙烧前段，将物料温度控制在830-870℃，在焙烧中、后段将物料温度提高至950-1000℃，采用碳氢联合还原技术、自热平衡技术和碳循环技术还原铁精矿球团；

步骤三、物料冷却：

在回转窑内完成直接还原的物料在950-1000℃下从出料端排出，将物料在隔绝空气的情况下采用间接冷却的方法将物料冷却至温度≯150℃；

步骤四、成品处理：

冷却后的物料被送至干选室进行残炭分离，分离出的残炭进入残炭仓循环使用，分离出的金属化球团进入成品库；

步骤五、烟气处理：

回转窑窑尾处580-620℃的烟气进入重力沉降室降温除尘，温度降至430-470℃后进入U形管冷却器继续冷却至160-180℃，经布袋除尘器除尘后排出。