[发明专利]粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法

说明书

一种粉状铁矿石悬浮态直接还原‑电弧炉熔炼生产铁水的方法，按以下步骤进行：(1)将粉状铁矿石置于料仓中；(2)通过料仓将粉状铁矿石输送到一级旋风分离器，分离出一级固态物料进入悬浮加热炉的下部；悬浮加热炉底部通入高温烟气；(3)在负压作用下，一级固态物料进入二级旋风分离器，分离出二级固态物料进入还原反应器；(4)向还原反应器内部通入还原气体，二级固态物料发生还原反应，生成还原粉料；(5)还原粉料直接进入电炉；加入电弧熔炼，同时将熔剂加入到电炉内，还原粉料形成液态的渣层和铁水。本发明的方法热量利用效率高，各工序无热损失，大幅节省能源，简化铁矿石还原和冶炼铁水的流程。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法。

背景技术

我国铁矿资源储量丰富，截止到2015年底，查明资源储量850.8亿t。但我国铁矿资源禀赋差，整体呈现品位低、嵌布粒度细、组成复杂的特点，致使97％以上的铁矿石需要经过复杂的选矿工艺处理才能达到较高的品位和回收率。因此，国内铁精矿几乎100％都是细铁矿粉，且粒度会越来越细，铁矿最大的用途就是用来炼铁。

目前，国内外一般都是通过将粉状铁精矿烧结或制成球团矿以备高炉炼铁使用；虽然高炉炼铁工艺技术成熟、适合大规模生成，在炼铁工业中长期占据主导地位。但随着世界资源形势的转变，高炉炼铁工艺的问题也日益突出：第一，高炉炼铁工艺严重依赖冶金焦，随着优质冶金焦的消耗，高炉流程将进一步收到制约；第二，我国的铁矿资源多为低品位矿，往往无法通过高炉流程直接利用，需要进口国外优质铁矿，因此造成了我国铁矿资源国外依赖度过高；如果能将国内的粉矿不通过烧结造块或造球(球团)的方式直接得到利用，就能显著降低能耗、减少污染排放并节约生产成本；因此，大规模、高效利用粉状铁矿石的相关技术还有待开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法，通过对粉状铁矿石在悬浮态下进行直接还原(金属化率≥90％)，然后采用电弧炉熔分冶炼，简化铁水制备工艺的同时，协同利用能源，降低生产成本。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将粉状铁矿石置于料仓中，所述的粉状铁矿石的铁品位TFe≥55％，粒度≤0.8mm；

2、通过料仓将粉状铁矿石输送到一级旋风分离器内，分离出一级固态物料进入悬浮加热炉的下部；一级旋风分离器的出气口与除尘器的进气口连通，除尘器的出气口与引风机连通；悬浮加热炉底部与电弧炉高温烟气出口连通，在开启引风机的情况下，高温烟气使悬浮加热炉内的一级固态物料处于悬浮流动状态，并对一级固态物料加热；

3、二级旋风分离器的出气口与一级旋风分离器的进料口连通，二级旋风分离器的出料口与还原反应器顶部的进料口连通；在负压作用下，被加热后的一级固态物料从悬浮加热炉上部的悬浮物料通道进入二级旋风分离器，分离出二级固态物料进入还原反应器；

4、所述的还原反应器底部设有进气口，侧壁上方设有出料口，顶部设有进料口，还原反应器内部的下方设有布风板，中部设有至少两个隔板，隔板的侧边与还原反应器的侧壁固定连接，隔板的顶边与还原反应器的顶部有间隙，隔板的底边与布风板有间隙，进料口和出料口分别位于各隔板的两侧；通过还原反应器的进气口向还原反应器内部通入还原气体，二级固态物料在还原气体的作用下处于悬浮流动状态，并发生还原反应，生成含有固态金属铁的还原粉料；