[发明专利]一种基于含铁物料加热致裂强化还原焙烧的方法

权利要求书

1.一种基于含铁物料加热致裂强化还原焙烧的方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）将含铁物料破碎至粒径2~15mm，然后磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量的50%，制成矿粉；所述的含铁物料为复杂铁矿石矿，铁品位TFe 29.67%，按质量百分比含SiO₂49.84%；

（2）采用底部设有燃烧器和空气入口的预氧化焙烧炉，预氧化焙烧炉下部设有进料口，上部通过物料通道与旋风分离器连通，旋风分离器的排气口通过管道与引风机连通；向燃烧器内通入天然气燃烧产生燃烧烟气通入预氧化焙烧炉中，同时在启动引风机的条件下，向预氧化焙烧炉内通入空气，并将矿粉从预氧化焙烧炉的下部输送到预氧化焙烧炉内；矿粉在负压和气流作用下，在预氧化悬浮焙烧炉内处于悬浮状态，并被加热至830℃进行预氧化焙烧，矿粉中的吸附水、结晶水以及其他挥发组分被脱除，不同铁矿的矿相转化为α-Fe₂O₃，并且由于脉石与铁矿热膨胀系数不同，在加热过程中矿粉颗粒产生微裂纹和孔洞；预氧化焙烧完成后获得的预氧化产品为预氧化焙烧料，在气流作用下进入旋风分离器；预氧化焙烧炉内固体物料的停留时间为6min；

（3）旋风分离器的出料口与蓄热还原焙烧炉的进料口连通，蓄热还原焙烧炉的底部设有氮气入口和还原气入口，侧部设有出料口；在向蓄热还原焙烧炉通入氮气和还原气的条件下，预氧化焙烧料在旋风分离器内经过旋风分离后，排放到蓄热还原焙烧炉内，在负压和气流作用下处于悬浮状态，并在温度550℃与还原气进行还原焙烧，α-Fe₂O₃被还原生成Fe₃O₄；还原焙烧完成后获得的还原产品为还原物料，从蓄热还原焙烧炉的侧部出料口排出；还原气为CO、H₂或煤制气；还原气的用量按还原焙烧完全反应所需CO/H₂理论量的1.3倍，完全反应所依据的反应式为：

Fe₂O₃+H₂/CO→Fe₃O₄+ H₂O/CO₂；

蓄热还原焙烧炉内的氮气和还原气的体积流量比为2.5:1；蓄热还原焙烧炉内固体物料的停留时间为20min；

（4）将蓄热还原焙烧炉排出的还原物料输送至一级冷却旋风分离器；此时从一级冷却旋风分离器的进料口通入氮气，氮气从一级冷却旋风分离器的出气口排出；还原物料在氮气气氛条件下旋风分离，并被冷却至250℃，获得冷却还原物料，从一级冷却旋风分离器的出料口排出；

（5）从一级冷却旋风分离器排出的冷却还原物料进入流动密封阀，从流动密封阀排出后进入二级冷却旋风分离器；此时从二级冷却旋风分离器的进料口通入空气，空气从二级冷却旋风分离器的出气口排出；冷却还原物料在空气气氛下旋风分离，并与空气中的氧气发生再氧化反应，Fe₃O₄被氧化生成强磁性矿物γ-Fe₂O₃，获得的焙烧产品温度降至≤100℃，形成再氧化物料从二级冷却旋风分离器的出料口排出；还原物料在一级冷却旋风分离器内的停留时间为5 min；冷却还原物料在二级冷却旋风分离器内的停留时间为1min；

（6）将再氧化物料磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量的95%，制成二次矿粉；将二次矿粉进行弱磁选，磁场强度1700 Oe，获得的磁性产品为铁精矿；铁精矿的铁品位TFe62.06%；Fe的回收率87.19%。