CN103614546A

CN103614546A - 一种菱铁矿磁化焙烧方法及其装置与应用

Info

Publication number: CN103614546A
Application number: CN201310599292.0A
Authority: CN
Inventors: 杨杰康; 唐启荣; 王福才
Original assignee: Kunming Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Kunming Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-25
Also published as: CN103614546B

Abstract

本发明公开了一种菱铁矿磁化焙烧方法及其装置与应用，菱铁矿磁化焙烧方法包括备料、焙烧步骤，具体包括筛分破碎置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉升温至800~1000℃，控温3~5h后降温至200℃以下出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿。焙烧装置包括焙烧加热炉和焙烧容器，焙烧容器和焙烧加热炉工作配合。所述的应用为焙烧装置在菱铁矿磁化焙烧规模化连续生产中的应用。本发明采用隧道窑炉和碳化硅容器对菱铁矿进行磁化焙烧，其加工工艺简单、产品性能稳定、可操作性强并可实现规模化连续生产，本发明有效改善菱铁矿的技术性能和使用性能及可选性能，为扩大铁矿石资源的利用创造了条件。

Description

一种菱铁矿磁化焙烧方法及其装置与应用

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种菱铁矿磁化焙烧方法及其装置与应用。

背景技术

菱铁矿是一种分布比较广泛的矿物，它的成分是碳酸亚铁，当菱铁矿中的杂质不多时可以作为铁矿石来提炼铁。菱铁矿一般呈薄薄一层与页岩、粘土或煤在一起。菱铁矿一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色一般为灰白或黄白，风化后可变成褐色或褐黑色等。菱铁矿在氧化水解的情况下还可变成褐铁矿。

菱铁矿(FeCO3)作为一种传统矿物资源，长期以来一直用作冶炼钢铁。近几十年来的进一步研究发现，菱铁矿经热处理后可产生磁性矿物，分解产物变化非常复杂，而且表现出一系列异常的磁学现象，使菱铁矿热分解的主要产物具有极大的潜在应用价值，逐渐引起人们的兴趣。

中国菱铁矿资源十分丰富，目已探明储量近20亿吨，另存保有储量近20亿吨。主要分布在西部地区，其中新疆、青海、甘肃、陕西与云南等五个省的菱铁矿储量都超过亿吨。如陕西临水大西沟菱铁矿矿床储量超过三亿吨。但巳利用的菱铁矿不足总储量的10%。主要用于冶炼钢铁，在其他方面的应用基本处于空白。

基于从菱铁矿的热分解产物所具有的潜在应用价值，利用其在高温分解时产生磁性物质的特点，我们已研制出完全新型的磁性日用陶瓷。这种陶瓷的主要特点是坯体中含有分布均匀的磁性矿物，可显示磁性，由于是热剩磁，故可长久保留。因而可以作为磁性保健用品，如磁化杯、磁储水器以及磁性浴缸；还可制作农产品以及花卉的栽培载体和输水管道，以及保健建筑材料等。如再作深化研究，还有可能作结构陶瓷与功能陶瓷的原料。

目前可以用于炼铁的铁矿主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿，菱铁矿（FeCO₃）由于TFe含量较低，磁性弱，选矿难度较大，热分解耗热量大，因此，其用量较少。国内菱铁矿储量较大，通过磁化焙烧，改善菱铁矿性能，有助于提高菱铁矿的品质，为扩大推广使用菱铁矿创造条件。菱铁矿在不通空气的情况下加热到一定温度后，可进行分解，生成磁铁矿。其化学反应如下：3 FeCO₃→Fe₃O₄+2CO₂+CO，碳酸铁化分解后，CO₂等气体逸出，生成磁性较强的磁铁矿结构，这不仅提高了铁矿石TFe含量，还增强了铁矿石的磁性，为采用磁选方法进一步提高铁矿石TFe含量，降低SiO₂等杂质含量创造了有利的条件。随着社会的发展，现有磁化产品原料远远不能满足市场需求。因此，开发一种能规模化连续生产的菱铁矿磁化焙烧方法是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种菱铁矿磁化焙烧方法；第二目的在于提供完成所述菱铁矿磁化焙烧方法的焙烧装置；第三目的在于提供所述焙烧装置的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，包括备料、焙烧步骤，具体包括：

A、备料：将原料菱铁矿进行筛分破碎备用；

B、焙烧：将筛分破碎后的菱铁矿置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉以30 ~ 40℃/h的升温速率升温至800~1000℃，控温3~5 h后以30 ~40℃/h的降温速率降温至200℃以下出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿。

本发明的第二目的是这样实现的，所述的装置包括焙烧加热炉和焙烧容器，所述焙烧容器和焙烧加热炉工作配合。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的焙烧装置在菱铁矿磁化焙烧规模化连续生产中的应用。

本发明采用隧道窑炉和碳化硅容器对菱铁矿进行磁化焙烧，其加工工艺简单、产品性能稳定、可操作性强并可实现规模化连续生产。本发明能改善菱铁矿的性能，试验证明可将菱铁精矿TFe含量提高到50%以上，磁铁矿含量提高到40以上，磁性增强，有效改善菱铁矿的技术性能和使用性能及可选性能，为扩大铁矿石资源的利用创造了条件。

附图说明

图1为本发明焙烧装置的主视图；

图2为本发明焙烧装置的左视图；

图中：1-隧道窑炉，2-焙烧加热炉台车（轨道小车），3-焙烧容器，4-加热燃气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的菱铁矿磁化焙烧方法，包括备料、焙烧步骤，具体包括：

A、备料：将原料菱铁矿进行筛分破碎备用；

所述的焙烧容器为碳化硅容器。

所述的焙烧容器中菱铁矿的焙烧为在非氧化气氛、温度小于600℃条件下，焙烧菱铁精矿变成磁铁矿，发生3FeCO₃=Fe₃O₄ + 2CO₂ + CO分解反应。

本发明所述的菱铁矿磁化焙烧方法的焙烧装置包括焙烧加热炉和焙烧容器，所述焙烧容器和焙烧加热炉工作配合。

所述焙烧加热炉和焙烧容器之间还包括焙烧加热炉台车，所述焙烧加热炉台车分别和焙烧加热炉、焙烧容器工作配合。

所述的焙烧加热炉为隧道窑炉，两侧设置有燃烧喷嘴。

所述的焙烧容器为碳化硅容器。

本发明的应用为所述的焙烧装置在菱铁矿磁化焙烧规模化连续生产中的应用。

所述的焙烧装置的应用是将菱铁矿装入焙烧容器中，每辆焙烧加热炉台车装2~5层焙烧容器，顶层加盖，并行摆放2~10排焙烧容器，将装好焙烧容器的台车按30~45min/车的速度进入用可燃物燃烧加热的加热窑炉进行焙烧，经30~45h焙烧后取出。

所述的可燃物为焦炉煤气、高炉煤气、燃煤或天然气中的一种或几种。

下面以TFe含量37%的菱铁精矿为例对本发明工作原理进行具体说明：

将TFe含量37%的菱铁精矿装入导热性较好的加盖耐热容器中，然后将容器放入隧道窑炉中加热，加热时间为10～12小时，加热温度由常温→900℃→≤200℃，出炉后冷却至常温，可得到矿物组成中磁铁矿含量为45%，TFe含量为54%、烧损为-3.78%（增重）的磁化焙烧铁精矿。其特征为在非氧化气氛、温度小于600℃条件下，焙烧菱铁精矿变成磁铁矿，发生3FeCO₃=Fe₃O₄ + 2CO₂ + CO分解反应，得到矿物组成中磁铁矿45%，其磁性增强，为采用磁选方法，进一步提高铁矿TFe含量创造了条件。

焙烧加热炉为长×宽×高=108米×2米×2米的隧道窑炉，两则装有多组燃烧喷嘴将可燃物送入窑炉内燃烧加热，隧道窑炉台车长×宽=2米×2米，用于装载装有菱铁精矿的有底圆形碳化硅容器，容器直径为200mm、高为500mm，壁厚15mm,将其推入窑内进行加热焙烧即可。具体操作技术为用可燃物燃烧加热窑炉至所需温度，将TFe含量为37%的菱铁精矿装入碳化硅容器内，每辆台车装三层容器，顶层加盖，长度方向摆放8排容器，宽度方向摆放8排容器，将装好容器的数十辆台车按30～45分钟一车的入窑速度，连续不断的推入加热至所需温度的窑炉内焙烧，经30～45小时焙烧后取出，就可得到TFe含量为54%，矿相组成中磁铁矿含量45%的铁精矿。并可实现连续规模化连续生产。

本发明采用隧道窑炉磁化焙烧菱铁精矿技术，通过焙烧处理，可将TFe含量为37%的菱铁矿，焙烧成为TFe含量为54%，矿物组成中磁铁矿含量为45%的磁性铁精矿，有效的改善菱铁矿的使用性能，并可实现规模化连续生产，菱铁矿的技术性能和使用性能及可选性能得到提高，为开发利用菱铁矿资源创造条件。

实施例1

将原料TFe含量37.06%的菱铁精矿1000Kg进行筛分破碎，矿置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉以30℃/h的升温速率升温至900℃，控温3h后以30℃/h的降温速率降温至200℃出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿700Kg。经检测后结果如表1：

菱铁精矿磁化焙烧前后试验结果 %

名称	TFe	烧损	磁铁矿（矿相）
				菱铁精矿焙烧前	≤37.06	31.44	0
菱铁精矿焙烧后	≤54.05	/	40

结论：菱铁精矿磁化焙烧前后：

1）菱铁精矿焙烧后与焙烧前相比，化学成分中TFe含量由37.06%提高为54.05%，烧损31.44%全部逸出，技术性能和使用性能得到提高。

2）菱铁精矿焙烧后与焙烧前相比，矿物组成中磁铁矿含量由0提高到45%，磁性增强，可选性能得到提高。

实施例2

将原料TFe含量37.6%的菱铁矿1000Kg进行筛分破碎，矿置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉以40℃/h的升温速率升温至950℃，控温5 h后以 40℃/h的降温速率降温至200℃出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿7Kg。经检测后结果如表1：

菱铁精矿磁化焙烧前后试验结果 %

名称	TFe	烧损	磁铁矿（矿相）
				菱铁精矿焙烧前	37.1	31.44	0
菱铁精矿焙烧后	54.07	/	45

结论：菱铁精矿磁化焙烧前后：

1）菱铁精矿焙烧后与焙烧前相比，化学成分中TFe含量由37.1 %提高

为54.07%，烧损31.44%全部逸出，技术性能和使用性能得到提高。

实施例3

将原料TFe含量37.06%的菱铁矿10Kg进行筛分破碎，矿置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉以35℃/h的升温速率升温至1000℃，控温3.5 h后以35℃/h的降温速率降温至200℃出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿7Kg。经检测后结果如表1：

菱铁精矿磁化焙烧前后试验结果 %

名称	TFe	烧损	磁铁矿（矿相）
				菱铁精矿焙烧前	37.06	31.44	0
菱铁精矿焙烧后	54.05	/	43

结论：菱铁精矿磁化焙烧前后：

1）菱铁精矿焙烧后与焙烧前相比，化学成分中TFe含量由37.06 %提高

为54.05%，烧损31.44%全部逸出，技术性能和使用性能得到提高。

2）菱铁精矿焙烧后与焙烧前相比，矿物组成中磁铁矿含量由0提高到43%，磁性增强，可选性能得到提高。

Claims

1.一种菱铁矿磁化焙烧方法，其特征在于包括备料、焙烧步骤，具体包括：

A、备料：将原料菱铁矿进行筛分破碎备用；

B、焙烧：将筛分破碎后的菱铁矿置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉以30 ~ 40℃/h的升温速率升温至800~1000℃，控温3~5h后以30 ~40℃/h的降温速率降温至200℃以下出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿。

2.根据权利要求1所述的菱铁矿磁化焙烧方法，其特征在于所述的焙烧容器为碳化硅容器。

3.根据权利要求1或2所述的菱铁矿磁化焙烧方法，其特征在于所述的焙烧容器中菱铁矿的焙烧为在非氧化气氛、温度小于600℃条件下，焙烧菱铁精矿变成磁铁矿，发生3FeCO₃=Fe₃O₄ + 2CO₂ + CO分解反应。

4.一种完成权利要求1~3任一所述的菱铁矿磁化焙烧方法的焙烧装置，其特征在于所述的装置包括焙烧加热炉和焙烧容器，所述焙烧容器和焙烧加热炉工作配合。

5.根据权利要求4所述的焙烧装置，其特征在于所述焙烧加热炉和焙烧容器之间还包括焙烧加热炉台车，所述焙烧加热炉台车分别和焙烧加热炉、焙烧容器工作配合。

6.根据权利要求4或5所述的焙烧装置，其特征在于所述的焙烧加热炉为隧道窑炉，两侧设置有燃烧喷嘴。

7.根据权利要求4或5所述的焙烧装置，其特征在于所述的焙烧容器为碳化硅容器。

8.一种权利要求4~7任一所述的焙烧装置的应用，其特征在于所述的焙烧装置在菱铁矿磁化焙烧规模化连续生产中的应用。

9.根据权利要求8所述的焙烧装置的应用，其特征在于将菱铁矿装入焙烧容器中，每辆焙烧加热炉台车装2~5层焙烧容器，顶层加盖，并行摆放2~10排焙烧容器，将装好焙烧容器的台车按30~45min/车的速度进入用可燃物燃烧加热的加热窑炉进行焙烧，经30~45h焙烧后取出。

10.根据权利要求9所述的焙烧装置的应用，其特征在于所述的可燃物为焦炉煤气、高炉煤气、燃煤或天然气中的一种或几种。