[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

说明书

一种基于含铁物料加热致裂强化还原焙烧的方法，按以下步骤进行：(1)将含铁物料破碎磨矿制成矿粉；(2)将矿粉输送到预氧化焙烧炉，在悬浮状态被加热进行预氧化焙烧，然后进入旋风分离器；(3)经旋风分离排放到蓄热还原焙烧炉，在悬浮状态与还原气进行还原焙烧；(4)还原物料输送至一级冷却旋风分离器，在氮气气氛条件下旋风分离并冷却至200～300℃；(5)冷却还原物料经流动密封阀进入二级冷却旋风分离器，在空气气氛下旋风分离并发生再氧化反应；(6)再氧化物料磨矿制成二次矿粉；进行弱磁选。本发明的方法增加了铁矿物的反应活性位点，提升反应速率，降低还原反应表观活化能，从而强化还原效果。

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及到一种基于含铁物料加热致裂强化还原焙烧的方法。

背景技术

低品位复杂难选铁矿的资源利用率较低，因此，实现低品位复杂难选铁矿资源的大规模高效利用，将缓解铁矿资源供应不足的局面。

专利CN104593588公开一种回转窑焙烧贫铁矿的方法，提出将含铁量为40％左右的铁矿作为原料，利用回转窑焙烧回收所含的铁；该方法在一定程度上，能够实现铁资源的利用，减少了煤的用量，但采用回转窑常规煅烧设备，系统内氧化气氛与还原气氛共存，加热和还原同时进行，工艺存在处理能力低，产品质量较差，且需装配喷煤装置，工艺流程复杂。

专利CN 107630139公开一种铁矿流态化悬浮预热预还原装置及方法，将回收了冶炼环节废气中的大量热量，节省了预热热量，降低能量损耗；该方法在一定程度上能降低能耗，但复杂铁矿石中铁物相复杂，铁矿物的还原速度不同，同时加热和还原物料，将影响焙烧产品的质量，降低生产效率；专利CN 105316476也存在同样的问题。

专利CN 107930843公开一种难选铁矿悬浮焙烧干式预选尾矿返矿炉再焙烧方法；该方法能回收复杂矿石中的铁矿物，但产品需分两次焙烧，存在能耗高，工艺流程复杂，还原产品中铁矿物与脉石分离困难，精矿品位低等缺点。

专利CN108396134A公开一种氧化预热、流态化还原的铁矿焙烧装置及方法，能够实现氧化预热物料，但预热温度低，难以高效实现铁矿石完全氧化及致裂；而后高温加热和还原物料，由于不同铁矿物的还原速度不同，同时加热和还原物料，将影响焙烧产品的质量和生产效率。

发明内容

针对现有复杂难选铁矿石处理技术存在的上述问题，本发明提供一种基于含铁物料加热致裂强化还原焙烧的方法。

本发明的方法按以下步骤进行：

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30～55％，制成矿粉；所述的含铁物料为复杂铁矿石矿，铁品位TFe 25～40％，按质量百分比含SiO₂ 25～55％；

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750～850℃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；