[实用新型]一种煤基流态化还原焙烧系统

说明书

一种煤基流态化还原焙烧系统，包括燃煤汽化单元、矿粉预热单元、焙烧单元、余热利用单元和除尘单元，燃煤汽化单元包括燃煤汽化炉和旋风除尘器，焙烧单元包括焙烧炉、固气分离器和还原反应器，余热利用单元包括换热器，燃煤汽化单元产生的高温烟气不需冷却分成两路，一路与焙烧炉的进气口相连，另一路通过旋风除尘器净化、加压后与还原反应器的进气口相连；焙烧单元的进料口与矿粉预热单元出料口相连，焙烧单元的出料口与余热利用单元的进料口相连，矿粉预热单元的排气口与除尘单元的进气口连通。本实用新型具有高效率、高产能、低能耗、低成本、适用地域广、产品质量好等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种矿石焙烧系统及其焙烧工艺方法，具体为一种煤基流态化还原焙烧系统。

背景技术

我国铁矿资源较为丰富，截至2015年底查明资源储量达850.8亿吨，但多数为“贫”、“细”、“杂”矿，品质较差；其中菱铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿、微细粒赤铁矿及其共（伴）生类型复杂难选铁矿资源储量高达上百万吨，目前常用的物理选矿技术不能充分利用此类矿石，虽经多次强（弱）磁、浮选，铁精矿品位和回收率仍难以提高，目前此类矿石除少数矿区被开采利用外，多数未进行开发利用。大量实验室试验和工业实践证明，磁化焙烧是处理复杂难选铁矿资源的最有效方法。

现阶段铁矿的磁化焙烧方法主要有以下几种：竖炉焙烧、回转窑焙烧、流态化焙烧和微波焙烧。竖炉焙烧用于处理15～75mm的块矿，由于原料粒度粗，焙烧时间较长，且只适用于块矿，制约了其大规模推广应用。回转窑焙烧用于处理0～25mm的矿石，给矿粒度虽比竖炉小，但焙烧时间要求60~90min，同时细粒级粉矿的存在导致回转窑焙烧容易结圈，焙烧过程操控难度较大。闪速焙烧用于处理1mm以下的粉矿，该焙烧方法气固两相之间的传热传质速率比回转窑大3000~4000倍，能迅速完成铁矿物的磁性转化，但焙烧物料的还原反应时间仅数十秒，为使还原反应充分进行，还原温度一般需600℃以上，特别是对于鲕状赤铁矿类型结构致密的矿石，还原时间略显不足。微波焙烧用于处理0～3mm矿石，该焙烧方法能耗低、生产环境清洁，但因需采用二次能源、装置难以大型化等问题，目前未能在铁矿石这种产量大、附加值低的生产中使用。

CN201510647362、CN200610032484和CN200720064996均提出了采用煤做热源及还原性介质的流态化还原焙烧方法，这类磁化焙烧方法焙烧反应过程可在数十秒内完成，但还原反应时间可调范围小，对于结构致密的矿石可能存在还原不充分的缺陷；CN102127635 A公布了一种煤与硫化金矿一起干磨后在外循环流化床反应器内氧化焙烧的方法，该方法将煤与原料混合送入焙烧炉，煤燃烧仅仅是提供氧化焙烧所需温度，且采用的反应器无法将煤灰、已完成氧化反应的物料、未完成氧化反应的物料分离开来，导致反应器内物料的循环负荷较大，且由于反应时间难以精确控制，可能出硫化金矿的过氧化或欠氧化现象，同时也降低了焙烧矿中有用元素含量；CN 103031432 A、CN201510139825和CN201010621731提出了采用煤气做热源及还原性介质的流态化氧化（还原）焙烧方法，但这类焙烧方法仅适用于有煤气或者天然气的地区，且对煤气的清洁程度要求高，大大限制了其应用地域。

依靠技术进步开发出一种更加节能环保、适应性更强、选矿产品质量更好的矿石流态化焙烧装置及方法，更大限度地利用我国有限的铁矿资源，尤其是高效开发利用上述复杂难选以及虽能利用但产品质量和利用率较低的铁矿资源，从而提高我国自产铁矿资源的市场占有率，一直是本领域技术人员追求的目标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种煤基流态化还原焙烧系统，它具有高效率、高产能、低能耗、低成本、适用地域广、产品质量好等优点。