CN103381390A

CN103381390A - 一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备和方法

Info

Publication number: CN103381390A
Application number: CN2013103095691A
Authority: CN
Inventors: 刘鹤群; 程云驰; 邹成; 徐立波; 马平; 苏勇; 王新军
Original assignee: SHENYANG XINBO INDUSTRY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHENYANG XINBO INDUSTRY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: CN103381390B

Abstract

一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备和方法，其中成套设备的特征在于由破碎系统（1）、矿石均化系统（3）、粉磨系统（5）、矿粉均化系统（7）、磁化还原焙烧系统（9）、磁选系统（11）等组成；使用上述成套设备进行高品位磁铁矿粉生产，其特征在于粉碎后的粉状料细度-0.074μm占10%～15%，矿粉焙烧温度为650～900℃，焙烧时间为2s～5s，再通过2～5次磁选或浮选，可使精矿粉中TFe含量达到62～65%，效果十分显著。

Description

一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备和方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备和方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，国内钢铁工业发展迅猛，原料需求日益增长，2012年进口铁矿石多达6.9亿吨，对外依存度达65%以上。我国铁矿石实物储量460亿吨，含铁量150亿吨，但具有开采价值只有210亿吨，含铁量70亿吨，含全铁（以下简称TFe）量30%左右，这些铁矿中有95%以上的矿石为难选矿，利用重选、磁选和浮选很难达到效果，难选铁矿石的主要类型有菱铁矿（FeCO₃）、褐铁矿（2Fe₂O₃·3H₂O）、镜铁矿(Fe₂O₃)、针铁矿（Fe₂O₃·H₂O）和鲕状赤铁矿(Fe₂O₃)等。因此，为充分利用现有国内资源，缓解进口铁矿石的压力，提高钢铁企业矿石的自给率，保证国民经济可持续发展，应用磁化焙烧工艺，将弱磁的铁氧化物转化成强磁性铁矿，再使用弱磁选将铁矿物与脉石分离，已迫在眉睫。

磁化焙烧按现有焙烧炉型可分为：竖炉、回转窑、沸腾炉、闪速炉。上述焙烧炉型各有特点，不同类别的矿石应选择不同的焙烧炉型，但目前已经投入规模生产的只有竖炉和回转窑，而竖炉只适宜于焙烧块矿(20～75mm)、原料利用率低，物料呈堆积态、传热效率不补充、投资大、劳动强度高、处理量小，中心易欠烧，表面易过烧，焙烧效率低，焙烧成本高；回转窑可实现全粒级(0～20mm)焙烧，但设备投资大，热量利用率低、对物料、燃料性质、含水率、焙烧气氛、温度、燃烧器等要求严格，需精确控制，否则容易窑身结圈，导致工业生产难以进行；闪速炉虽有投入生产的实例，但规模小，没有达到预期的效果和目标。因此上述各种炉型都未能把产品中热焓有效地回收利用。

发明内容

本项发明的目的是要探索出一种能够充分利用难选低品位铁矿石的成套设备，使之明显提高难选低品位铁矿石中铁的回收率，减少环境污染，并能大幅提高劳动生产率。

为了达到上述目的，发明者进行了认真研究，经过反复实验，最终发明了利用难选低品位铁矿石制备高品位磁铁矿石粉的成套设备，该成套设备所使用的设备如附图1所示，主要由铁矿石破碎系统（1）、块状铁矿石输送系统（2）、块状铁矿石均化系统（3）、均化后块状铁矿石输送系统（4）、块状铁矿石粉磨系统（5）、粉状铁矿石输送系统（6）、粉状铁矿石均化系统（7）、均化后粉状铁矿石输送系统（8）、磁化还原焙烧系统（9）、磁铁矿粉输送系统（10）、磁选系统（11）、精矿粉输送系统（12）、尾矿输送系统（13）、燃料系统（14）、燃料输送系统（15）组成，其中：铁矿石破碎系统（1）的出口通过块状铁矿石输送系统（2）同块状铁矿石均化系统（3）相连，块状铁矿石均化系统（3）通过均化后块状铁矿石输送系统（4）同块状铁矿石粉磨系统（5）的入口相连，块状铁矿石粉磨系统（5）的出口通过粉状铁矿石输送系统（6）同粉状铁矿石均化系统（7）的入口相连、粉状铁矿石均化系统（7）的出口通过均化后粉状铁矿石输送系统（8）同磁化还原焙烧系统（9）的入口相连、磁化还原焙烧系统（9）的出口通过磁铁矿粉输送系统（10）同磁选系统（11）的入口相连，磁选系统（11）的出口分别同精矿粉输送系统（12）入口和尾矿输送系统（13）入口相连，燃料系统（14）通过燃料输送系统（15）同磁化还原焙烧系统（9）相连，以此构成了一套利用难选低品位铁矿石制备高品位磁铁矿的完整成套设备。

上述的铁矿石破碎系统（1）的主体设备为各种破碎机，具体包括鄂式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机以及多种破碎机的组合；

上述的块状铁矿石均化系统（3）的均化装置主体设备为堆料机、取料机和堆取料机；

上述的块状铁矿石粉磨系统（5）主体设备为各种粉磨机，具体包括自磨机（无介质磨机）、球磨机、立式磨机、辊压机；

上述的粉状铁矿石均化系统（7）主体装置为带混合室的圆库，具体方式有间歇式、连续混合式、中心室均化库机械倒料等。

上述的磁化还原焙烧系统（9）主体设备为焙烧炉，具体包括气态悬浮焙烧炉、流态化焙烧炉和循环焙烧炉。

上述的磁选系统（11）主体设备为磁选机，具体包括干式磁选机和湿式磁选机。

上述的燃料系统（14）所使用的燃料可为气体燃料、液体燃料或固体燃料。

使用前述成套设备，发明出了一种利用难选铁矿石制备高品位磁铁矿粉工艺方法，该种工艺方法由下述过程构成：

（1）通过铁矿石破碎系统（1）将难选铁矿石破碎至粒度为12～80mm的块状料；

（2）由块状铁矿石输送系统（2）将铁矿石块状料送入到块状铁矿石均化系统（3）中，采用平铺直取，堆料层数250～600层，横断面取料方式，将块状铁矿石的主要成分均化到铁矿物如菱铁矿中的FeCO₃含量波动范围±0.2%；

（3）均化后的铁矿石块状料由均化后块状铁矿石输送系统（4）送给块状铁矿石粉磨系统（5），要求经块状铁矿石粉磨系统（5）粉碎后的粉状料细度-0.074μm占10%～15%；

（4）粉状料由粉状铁矿石输送系统（6）送至粉状铁矿石均化系统（7），将粉状料的主要成分均化到铁矿物如菱铁矿中的FeCO₃含量波动范围±0.1%；

（5）均化好的粉状料由均化后粉状铁矿石输送系统（8）送入磁化还原焙烧系统（9），焙烧温度为650～900℃，焙烧时间为2s～5s，焙烧气氛除菱铁矿为弱氧化气氛外，焙烧其他含铁矿物时为还原气氛，焙烧的燃料来自燃料系统（14）；

（6）磁化焙烧后的粉料由磁铁矿粉输送系统（10）送至磁选系统（11），通过2～5次磁选或浮选，使精矿粉中TFe含量达到62～65%，然后经精矿粉输送系统（12）输送给炼铁厂或炼钢厂，含铁4～8%的尾矿进入到尾矿输送系统（13），然后外售给建材厂用于制备水泥或空心砖等建筑材料。

本发明的技术与竖炉、回转窑、沸腾炉工艺相比具有如下多种积极效果。

（1）单机产能大。竖炉、回转窑日处理矿石量600～1000吨，沸腾炉的技术还不成熟，而本发明的日处理能力高达6000吨。

（2）最大限度地利用难选铁矿石资源和降低热耗。竖炉只能处理20～75mm的块状铁矿石，粒度＜20mm的块矿只能丢弃，而回转窑的热耗是本发明技术的1.6倍以上，本发明可以处理粒度更细的难选铁矿石并降低热耗近40%。

（3）有效成分转化率高。难选铁矿石中有效成分为铁的化合物，采用竖炉，其铁化物转化为带磁性四氧化三铁（Fe₃O₄），其平均转化率仅为60%左右，采用回转窑也不到80%，而本发明技术的铁化物转化为带较强磁性γ-Fe₂O₃的转化率达到95%以上。

（4）劳动生产率高。按处理相同量的铁矿石原矿计算，竖炉只有1.32万吨人·年，回转窑为1.83万吨/人·年，而本发明劳动生产率13.20万吨/人·年，是竖炉12倍，是回转窑的7.2倍。

（5）磁化还原焙烧后的产品质量好。采用竖炉和回转窑生产的产品由于不能有效地把全部铁化物转化为较强磁性铁化物，因而下一道工序磁选出来的TFe只能达到48～52%，而本发明技术的TFe为62～65%。

附图说明

图1为本发明的工艺和设备框图。

图1中：1为难选铁矿石破碎系统，2为块状铁矿石输送系统，3为块状铁矿石均化系统，4为均化后块状铁矿石输送系统，5为块状铁矿石粉磨系统，6为粉状铁矿石输送系统，7粉状铁矿石均化系统，8为均化后粉状铁矿石输送系统，9为磁化还原系统，10为磁铁矿粉输送系统，11为磁选系统，12为精矿粉输送系统，13为尾矿输送系统，14为燃料制备系统，15为燃料输送系统。

具体实施方式

下面对本发明的实例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实例所限制。

本项发明实施时所使用的设备和发明书所述的完全相同。其中：

所使用燃料为的发生炉煤气；

铁矿石破碎系统（1）主要由重板给料机、锤式破碎机、输送机、袋式除尘器、排风机组成，用管道将各设备连接成铁矿石破碎系统（1）。

块状铁矿石均化系统（3）所使用的设备主要包括输送机、悬臂堆料机、中柱装置、侧式刮板取料机等。

块状铁矿石粉磨系统（5）主要包括定量给料机、立式磨机、布袋除尘器、排风机、输送等设备，用管件和风管将各设备连接在一起。

粉状铁矿石均化系统（7）主要包括中心室均化库、输送机、空气分配器、仓顶除尘器、排风机等设备。

磁化还原焙烧系统（9）主要包括：给料仓、定量给料机、螺旋给料机、焙烧炉、三级冷却器、布袋除尘器、排风机、烟囱等设备，用管道或风管将各设备连接而成。

磁选系统（11）主要包括定量给料机、一级弱磁干式磁选机、二级中磁干式磁选机，三级强磁干式磁选机、输送机等设备组成，用管道将各设备连接在一起构成磁选系统。

生产操作时，经铁矿石破碎系统

（1）将含有FeCO₃的难选铁矿石破碎至粒度为12～80mm的块状料，其平均粒度为32mm；

（2）块状铁矿石均化系统（3）的堆料层数约300层，经均化好FeCO₃含量波动范围为±0.18%；

（3）均化后的铁矿石块状料经块状铁矿石粉磨系统（5）粉碎后的粉状料细度-0.074μm占12%；

（4）粉状料经粉状铁矿石均化系统（7）均化后其主要成分均化到FeCO₃含量波动范围为±0.85%；

（5）均化好的粉状料由均化后粉状铁矿石输送系统（8）送入磁化还原焙烧系统（9），焙烧温度为700℃，焙烧时间为2s，焙烧气氛为弱氧化气氛；

（6）磁化焙烧后的粉料由磁铁矿粉输送系统（10）送至磁选系统（11），通过3次磁选，精矿粉中TFe含量平均达到64%。

Claims

1.一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，该成套设备主要由铁矿石破碎系统（1）、块状铁矿石输送系统（2）、块状铁矿石均化系统（3）、均化后块状铁矿石输送系统（4）、块状铁矿石粉磨系统（5）、粉状铁矿石输送系统（6）、粉状铁矿石均化系统（7）、均化后粉状铁矿石输送系统（8）、磁化还原焙烧系统（9）、磁铁矿粉输送系统（10）、磁选系统（11）、精矿粉输送系统（12）、尾矿输送系统（13）、燃料系统（14）、燃料输送系统（15）组成，其中：铁矿石破碎系统（1）的出口通过块状铁矿石输送系统（2）同块状铁矿石均化系统（3）相连，块状铁矿石均化系统（3）通过均化后块状铁矿石输送系统（4）同块状铁矿石粉磨系统（5）的入口相连，块状铁矿石粉磨系统（5）的出口通过粉状铁矿石输送系统（6）同粉状铁矿石均化系统（7）的入口相连、粉状铁矿石均化系统（7）的出口通过均化后粉状铁矿石输送系统（8）同磁化还原焙烧系统（9）的入口相连、磁化还原焙烧系统（9）的出口通过磁铁矿粉输送系统（10）同磁选系统（11）的入口相连，磁选系统（11）的出口分别同精矿粉输送系统（12）入口和尾矿输送系统（13）入口相连，燃料系统（14）通过燃料输送系统（15）同磁化还原焙烧系统（9）相连。

2.根据权利要求1所述的一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，其特征在于成套设备中铁矿石破碎系统（1）的主体设备为各种破碎机，具体包括鄂式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机以及多种破碎机的组合。

3.根据权利要求1所述的一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，其特征在于成套设备中块状铁矿石均化系统（3）的均化主体设备为堆料机、取料机和堆取料机。

4.根据权利要求1所述的一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，其特征在于成套设备中块状铁矿石粉磨系统（5）主体设备为各种粉磨机，具体包括自磨机（无介质磨机）、球磨机、立式磨机、辊压机。

5.根据权利要求1所述的一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，其特征在于成套设备中粉状铁矿石均化系统（7）主体装置为带混合室的圆库，具体方式有间歇式、连续混合式、中心室均化库机械倒料等。

6.根据权利要求1所述的一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，其特征在于成套设备中磁化还原焙烧系统（9）主体设备为焙烧炉，具体包括气态悬浮焙烧炉、流态化焙烧炉和循环焙烧炉。

7.根据权利要求1所述的一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉成套设备，其特征在于成套设备中磁选系统（11）主体设备为磁选机，具体包括干式磁选机和湿式磁选机。

8.一种利用难选矿制备高品位磁铁矿粉的方法，其特征在于使用前述的成套设备按如下过程进行：

（5）均化好的粉状料由均化后粉状铁矿石输送系统（8）送入磁化还原焙烧系统（9），焙烧温度为650～900℃，焙烧时间为2s～5s，焙烧气氛除菱铁矿为弱氧化气氛外，焙烧其他含铁矿物时为还原气氛；

（6）磁化焙烧后的粉料由磁铁矿粉输送系统（10）送至磁选系统（11），通过2～5次磁选或浮选，使精矿粉中TFe含量达到62～65%，然后经精矿粉输送系统（12）输送给炼铁厂或炼钢厂，含铁4～8%的尾矿进入到尾矿输送系统（13）。