CN102268533A - 水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺 - Google Patents

水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，该工艺包括以下步骤：(1)将粉矿过筛后进行压块造球，得到原料；(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中矿仓的布料机将其分布到水平移动床上，使其下层为矿石，上层为球；(3)将水平移动床上的矿石及球采用煤气或煤粉进行磁化还原焙烧；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程；(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水冷装置，经水冷却后，搬出机搬出矿石，并送入磨矿选别工序即可。本发明粉矿磁化还原焙烧的预热、加热和还原等过程均在水平移动-固定床式焙烧装置上全部完成，不但简化了生产工艺过程，降低了投资成本，而且可以避免类似于回转窑等焙烧粉矿的结圈问题。

Description

水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺
技术领域
本发明涉及小颗粒矿石的磁化焙烧领域，尤其涉及水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺。
背景技术
随着钢铁企业的快速发展，资源不足的矛盾日趋严重，为了降低生产成本，国内企业不得不开发利用难选矿石。生产实践和大量的科研成果证明，焙烧磁选是处理难选氧化铁矿石的最有效途径。目前，工业生产中应用的铁矿石磁化还原焙烧工艺主要有：竖炉、回转窑、沸腾炉、隧道窑等，虽然可在一定程度上达到磁化焙烧的目的，但存在矿石粒度不适宜、易粘窑、焙烧效率低等诸多问题，如鞍山式竖炉工艺磁化还原焙烧只能对块矿作为主要原料，它所要求的原料粒度在15～75mm，这样，破碎时大量的粉矿(小于15mm)则因透气性差、炼炉结块、还原效果差而无法采用竖炉磁化焙烧。目前粉矿的磁化还原焙烧工业生产采用回转窑工艺进行，由于回转窑机头、机尾的密封难度大和窑内高温区结圈严重等现象，造成回转窑生产率低、焙烧效率低，制约了回转窑磁化还原焙烧技术的进一步发展。沸腾炉是一种横断面为圆形的竖式炉，可焙烧粉矿，但同样存在矿流不顺、生产效率低下、不易控制等问题。由此可见，目前还没有一种可以稳定、高效处理粉矿的磁化焙烧工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定、高效处理粉矿的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺。
为解决上述问题，本发明所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将粉矿过3mm筛后进行压块造球，得到球径为5～20mm的原料；
(2)将所述原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中矿仓的布料机将其分布到所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球；
(3)将所述水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至200～300℃；然后所述水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到750～850℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以2000～10000m3/h流量通入还原煤气，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原煤气接触，在550～650℃温度下还原30～80min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程；
(4)将所述步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水冷装置，经水冷却后，搬出机搬出矿石，并送入磨矿选别工序即可。
所述步骤(3)中的还原煤气为高炉煤气、焦炉煤气或混合煤气中的一种。
用下述制备方法代替权利要求1中的步骤(1)：将矿石破碎至粒径≤3mm后，加入煤粉、粘接剂混合造球，得到球径为5～20mm的原料；所述矿石与煤粉、粘接剂的重量比为100∶2～8∶1～3。
所述步骤(3)中的还原煤气用固体煤粉代替，该固体煤粉的配入量为矿量的2％～8％；所述矿量为矿层中的矿石和球的总重量。
用下述制备方法代替权利要求1中的步骤(4)：将所述步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中内充氮气的干冷装置，冷却至25～300℃后送入磨矿选别工序即可。
所述步骤(2)中水平移动床上的混料厚度≤800mm。
所述粉矿粒度＜15mm。
所述水平移动床的移动速度1.05～3.5m/min。
所述粘接剂为市售的矿粉粘结剂。
所述水平移动的固定床的长度为60～150m，且由均匀设置的格子板组成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于粉矿磁化还原焙烧的预热、加热和还原等过程在水平移动-固定床式焙烧装置上全部完成，因此，不但简化了生产工艺过程，减少了设备投入并降低了投资成本，而且可以避免类似于回转窑等焙烧粉矿的结圈问题，易于实现产量规模化。
2、由于本发明中设有造球过程，因此，可以防止小于格子板孔径的矿粒漏出移动床面，从而避免了这部分矿石既得不到还原焙烧，也损害设备的现象出现。
3、由于本发明对布料厚度进行了控制，因此，可以有效减小矿层的气阻力，使矿石达到均匀加热和还原。
4、由于本发明设有预热过程，因此，可以有效去除矿球水分，从而防止高温引起的爆裂。
5、本发明还设计了配加煤粉的工艺，此工艺可以使没有煤气的地区也能完成磁化还原焙烧。
6、由于本发明将焙烧后的矿石排入水中或采用氮气冷却，因此，可有效防止矿石在高温下被重新氧化，失去磁化还原焙烧效果。
7、本发明焙烧过程的控制参数易于实现PLC控制，并适用于所有需要磁化焙烧的粉矿物料，包括铁粉矿、红土镍矿、其它含铁尾矿(尾渣)等。
具体实施方式
实施例1水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将粒度＜15mm的粉矿过3mm筛后进行压块造球，得到球径为5～20mm的原料。
(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置(酒泉钢铁(集团)有限责任公司生产)中矿仓的布料机将其分布到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球。
(3)将水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至200℃；然后水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到750℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以2000m3/h流量通入还原煤气，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原煤气接触，在550℃温度下还原80min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程。
还原煤气为高炉煤气。
(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水冷装置，经水冷却后，搬出机搬出矿石，并送入磨矿选别工序即可。
实施例2水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将粒度＜15mm的粉矿过3mm筛后进行压块造球，得到球径为5～20mm的原料。
(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置(酒泉钢铁(集团)有限责任公司生产)中矿仓的布料机将其分布到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球。
(3)将水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至300℃；然后水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到850℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以10000m3/h流量通入还原煤气，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原煤气接触，在650℃温度下还原30min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程。
还原煤气为焦炉煤气。
(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水冷装置，经水冷却后，搬出机搬出矿石，并送入磨矿选别工序即可。
实施例3水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将粒度＜15mm的粉矿过3mm筛后进行压块造球，得到球径为5～20mm的原料。
(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置(酒泉钢铁(集团)有限责任公司生产)中矿仓的布料机将其分布到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球。
(3)将水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至250℃；然后水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到800℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以6000m3/h流量通入还原煤气，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原煤气接触，在600℃温度下还原50min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程。
还原煤气为混合煤气。
(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水冷装置，经水冷却后，搬出机搬出矿石，并送入磨矿选别工序即可。
实施例4水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将矿石破碎至粒径≤3mm后，加入煤粉、粘接剂混合造球，得到球径为5～20mm的原料；矿石与煤粉、粘接剂的重量比(kg/kg/kg)为100∶2∶1。
粘接剂为市售的矿粉粘结剂。
(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置(酒泉钢铁(集团)有限责任公司生产)中矿仓的布料机将其分布到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球。
(3)将水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至200℃；然后水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到750℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以矿量的2％配入固体煤粉，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原剂固体煤粉接触，发生还原反应，在550℃温度下还原80min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程。
(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中内充氮气的干冷装置，冷却至25～100℃后送入磨矿选别工序即可。
实施例5水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将矿石破碎至粒径≤3mm后，加入煤粉、粘接剂混合造球，得到球径为5～20mm的原料；矿石与煤粉、粘接剂的重量比(kg/kg/kg)为100∶8∶3。
粘接剂为市售的矿粉粘结剂。
(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置(酒泉钢铁(集团)有限责任公司生产)中矿仓的布料机将其分布到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球。
(3)将水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至300℃；然后水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到850℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以矿量的8％配入固体煤粉，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原剂固体煤粉接触，发生还原反应，在650℃温度下还原30min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程。
(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中内充氮气的干冷装置，冷却至100～200℃后送入磨矿选别工序即可。
实施例6水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将矿石破碎至粒径≤3mm后，加入煤粉、粘接剂混合造球，得到球径为5～20mm的原料；矿石与煤粉、粘接剂的重量比(kg/kg/kg)为100∶5∶2。
粘接剂为市售的矿粉粘结剂。
(2)将原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置(酒泉钢铁(集团)有限责任公司生产)中矿仓的布料机将其分布到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球。
(3)将水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至250℃；然后水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到800℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以矿量的5％配入固体煤粉，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原剂固体煤粉接触，发生还原反应，在600℃温度下还原50min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程。
(4)将步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中内充氮气的干冷装置，冷却至200～300℃后送入磨矿选别工序即可。
上述实施例1～6中水平移动的固定床的长度为60～150m，且由均匀设置的格子板组成。该水平移动床上的混料厚度≤800mm，移动速度1.05～3.5m/min。

Claims (10)

1.水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)将粉矿过3mm筛后进行压块造球，得到球径为5～20mm的原料；
(2)将所述原料通过水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中矿仓的布料机将其分布到所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水平移动床上，使其下层为粒径≥3mm的矿石，上层为球；
(3)将所述水平移动床上的矿石及球随着由篦子板构成的运动着的床面进入所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的鼓风干燥室，利用所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中加热室中的循环热风将矿石和球加热至200～300℃；然后所述水平移动床继续运行进入到加热室，通过天然气或煤气在所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的燃烧室产生的热辐射将矿石加热到750～850℃；加热后的矿层继续在床面运行，进入到所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的还原室，此时还原室顶部以2000～10000m3/h流量通入还原煤气，下部通过风机进行抽风，使矿层中的矿石和球充分与还原煤气接触，在550～650℃温度下还原30～80min；待矿石充分还原后，完成磁化焙烧过程；
(4)将所述步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中的水冷装置，经水冷却后，搬出机搬出矿石，并送入磨矿选别工序即可。
2.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述步骤(3)中的还原煤气为高炉煤气、焦炉煤气或混合煤气中的一种。
3.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：用下述制备方法代替权利要求1中的步骤(1)：将矿石破碎至粒径≤3mm后，加入煤粉、粘接剂混合造球，得到球径为5～20mm的原料；所述矿石与煤粉、粘接剂的重量比为100∶2～8∶1～3。
4.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述步骤(3)中的还原煤气用固体煤粉代替，该固体煤粉的配入量为矿量的2％～8％；所述矿量为矿层中的矿石和球的总重量。
5.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：用下述制备方法代替权利要求1中的步骤(4)：将所述步骤(3)焙烧好的矿石和球在床面端部由刮板卸料，排入所述水平移动-固定床式磁化还原焙烧装置中内充氮气的干冷装置，冷却至25～300℃后送入磨矿选别工序即可。
6.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述步骤(2)中水平移动床上的混料厚度≤800mm。
7.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述粉矿粒度＜15mm。
8.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述水平移动床的移动速度1.05～3.5m/min。
9.如权利要求4所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述粘接剂为市售的矿粉粘结剂。
10.如权利要求1所述的水平移动-固定床式磁化还原焙烧工艺，其特征在于：所述水平移动的固定床的长度为60～150m，且由均匀设置的格子板组成。
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