[发明专利]一种难选铁矿石悬浮加热-煤基磁化焙烧工艺

说明书

本发明属于冶金和矿物工程技术领域，涉及一种难选铁矿石悬浮加热‑煤基磁化焙烧工艺，主要设备有文丘里干燥器、悬浮加热炉、混料及还原滚筒、流化床冷却机等，步骤为：粉状含水铁矿石矿粉经文丘里干燥器干燥后，进入到悬浮加热炉进行加热，加热矿粉进入到混料及还原滚筒内，采用煤基氢还原方法进行低温还原，还原物料经过流化床冷却机进行余热回收，可得到焙烧产品，系统产生废气经除尘后进行排放。本发明将铁矿石悬浮加热与煤基低温氢还原集成在一起，物料加热采用悬浮加热炉、磁化焙烧采用混料及还原滚筒，可在降低铁矿石还原温度及提高铁矿石产量的情况下，实现铁矿石的快速加热和低温氢还原。

技术领域

本发明属于冶金和矿物工程技术领域，涉及一种难选铁矿石悬浮加热-煤基磁化焙烧工艺。

背景技术

我国的铁矿石储量中97%为贫矿，其中常规重选、磁选及浮选技术难以有效处理的铁矿石资源，包括褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等在内有近200亿吨。对这些难选铁矿石，可通过磁化焙烧将其中弱磁性的铁氧化物转化成强磁性的人工磁铁矿，再继以弱磁选实现铁矿物与脉石的分离，这是难选铁矿分选的有效方法。

过去几十年中，科技工作者对难选铁矿资源利用问题进行了长期的研究，尤其是对难选铁矿石采用磁化焙烧工艺进行了系统的研究与开发，证明了磁化焙烧工艺是处理难选低品位铁矿石的有效方法。目前，国内外铁矿石磁化焙烧工艺主要有竖炉磁化焙烧工艺和回转窑磁化焙烧工艺。

竖炉磁化焙烧工艺是处理铁矿石块矿（入炉粒级15~100mm）的一种工艺，其存在的主要问题有：①处理的铁矿石粒度较大，其重量比表面积比较小，因而铁矿石与还原剂（CO和H₂等）的接触机会较小，铁矿石还原过程速度缓慢；②铁矿石磁化焙烧中，块矿表层还原度高于心部，存在着块矿表层和心部还原不均匀的现象，且块矿粒度愈大，其还原不均匀现象愈严重；③块矿入炉粒度差异较大，存在小粒级块矿整体过还原及大粒级块矿整体欠还原的问题。以上这些问题导致了竖炉焙烧铁矿石的能耗较大、焙烧矿技术经济指标差、生产成本高、经济性差。

回转窑磁化焙烧工艺是处理入炉粒度为25mm以下铁矿石的一种工艺，其技术指标较竖炉要好，但也存在着铁矿石还原质量不均、焙烧成本高等问题，特别是回转窑生产过程中尾端结圈频繁出现难以持久维持正常生产。

在铁矿石流态化磁化焙烧方面，铁矿石流态化加热还原反应炉及以其为核心的新型磁化焙烧技术与传统磁化焙烧技术（如回转窑法）相比，其最大不同点是将原来在回转窑内堆积态气固换热和传质转变为流态化气固传热和传质过程，气体通过流化床使物料形成湍流状态，然后进入到预热器内，在预热器旋风筒切向风力作用下形成湍流，稀相流化状态下的传质过程与回转窑内堆积过程相比，其优点为：（1）气固两相流在流化状态下接触面积较大，其热量交换、质量传递和颗粒化学反应的速度较快；（2）流态化预热装置是由多级气流单元自上而下串联组成的逆流式换热器，物料湍流度较高，气固两相之间温度差及还原气氛浓度差较大，综合传递系数和传递动力较大。

流态化磁化焙烧也有其不足之处，如铁矿石在流态化磁化焙烧过程中，还原废气燃烧产生结馏、还原温度高、还原过程煤气用量较大、设置余热锅炉回收系统多余热量的问题。

发明内容

本发明为了解决以上问题，提出一种难选铁矿石悬浮加热-煤基磁化焙烧工艺。