[发明专利]一种用于处理铁矿石的微波连续悬浮磁化焙烧系统

说明书

一种用于处理铁矿石的微波连续悬浮磁化焙烧系统，给料仓底部的出料口与预处理流化器的进料口连通，预处理流化器外部套有微波腔体，内部设有预处理挡板将预处理流化器内部分隔为预处理进料室和预处理出料室；还原流化器内部设有还原挡板将还原流化器内部分隔为还原进料室和还原出料室，还原流化器的出料口与冷却器的进料口连通；微波腔体与微波发生装置装配在一起。本发明的系统加热效率高；可实现微波流态化磁化焙烧连续操作，有利于系统的连续安全运行；可有效使物料受热预氧化，有利于后续磁化焙烧高效进行。

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及到一种用于处理铁矿石的微波连续悬浮磁化焙烧系统。

背景技术

铁矿资源是国民经济和社会发展的坚实基础，对支撑国民经济的可持续发展，保障社会民生的安全运行具有不可替代的作用。

近年来，围绕复杂难选铁矿石的高效开发利用，国内外众多研究单位开展了大量的基础研究和技术开发工作，其中以选冶联合即磁化焙烧-磁选工艺效果最为突出，磁化焙烧-磁选是指通过化学反应将赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等弱磁性铁矿物转变为强磁性的磁铁矿或磁赤铁矿，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；近年来，因具有分选效果好、气固接触充分、反应迅速、生产能力大等特点，流态化磁化焙烧技术处理赤铁矿、菱铁矿和褐铁矿等弱磁性铁矿石表现出较大优势；流态化磁化焙烧是将粉体物料在悬浮状态下加热到一定温度后，通入还原气体将物料中的赤铁矿、菱铁矿和褐铁矿等弱磁性铁矿石还原为强磁性铁矿物的过程，焙烧后物料经磁选可获得高品质铁精矿；因此，国内许多研究单位针对流态化磁化焙烧技术和装备开展了大量研究，余永富院士及其科研团队提出了“闪速磁化焙烧”新理念，进行了闪速磁化焙烧热力学、动力学以及流化特性等基础理论研究，开发出闪速磁化焙烧成套技术与装备。中国科学院过程工程研究所研发了复杂难选铁矿流态化磁化焙烧成套新技术与装备，在云南曲靖建成了10万t/a难选铁矿流态化磁化焙烧示范工程，连续稳定运行。东北大学提出了复杂难选铁矿石“预氧化-蓄热还原-再氧化”悬浮磁化焙烧新理念，开发了悬浮磁化焙烧实验室及中试装备，针对酒钢、鞍钢、山钢、中钢等多种弱磁性铁矿资源进行了悬浮磁化焙烧试验，均获得了良好的技术指标。

微波是指频率为300MHz～300GHz、波长在1mm～1m之间的电磁波，可以渗透到矿物分子内部，使发热从分子内部开始发生，不需要热传导，热效率高，能耗低；其次，共生在同一矿石的不同矿物，也会表现出不同的温升变化，加剧其结合面的软化；因此，微波焙烧具有快速加热、选择性加热、能耗低、增强矿物单体解离度和可磨度等特点，在冶金工程应用过程中，微波焙烧相较于传统焙烧表现出巨大的优势，微波焙烧速率比传统焙烧速率高3.97～7.15倍，微波所特有的选择性加热优势，使得有用矿物与脉石矿物吸波特性存在较大差异，进而在矿物结合面产生热应力而形成裂纹和裂缝，能够显著提高矿物单体解离度和可磨度，更为节能降耗，选别效果更为显著；众多专家学者针对微波焙烧开展了大量的基础研究，主要研究方向集中在矿物微波预处理、矿物吸波特性、微波助磨、矿物静态碳热还原微波焙烧等方面，结果显示，微波焙烧相对传统焙烧表现出较大优势；然而，微波在传播过程中会被介质吸收造成损耗和衰减，进而导致微波穿透力受到限制，微波与物料被限制在一定深度范围内发生相互作用，这个深度称为微波穿透深度。微波穿透深度用来表征微波穿透物料的程度，这将直接影响物料受热均匀性和受热效果；由于受到微波穿透深度的影响，静态碳热还原微波磁化焙烧方法较难实现复杂难选铁矿石高效综合利用。

目前，研制一种高效综合处理复杂难选铁矿石的装置和方法，实现节能降耗、选择性快速加热、增强矿物单体解离度和可磨度，对于解决现有复杂难选铁矿石的处理具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理铁矿石的微波连续悬浮磁化焙烧系统，采用设有微波发生装置的预处理流化器-还原流化器组合的方式，通过微波蓄热预处理、悬浮磁化可持续性焙烧组合的方法，对铁矿石物料进行选择性快速加热、增大矿物分选指标，实现复杂难选铁矿石高效综合开发利用。