CN106148625B - 直接还原处理含铁原料的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了直接还原处理含铁原料的系统和方法，系统包括：第一混合成型装置、第二混合成型装置、转底炉、隔墙、链板输送装置和破碎磁选装置，其中，第一混合成型装置具有含铁原料球团出口；第二混合成型装置具有高硫煤球团出口；转底炉包括可转动炉底、环形炉膛和链板输送装置，在环形炉膛中，沿可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，第二加料区具有低硫煤入口；链板输送装置设置在第一加料区和脱硫区内。采用该系统可以同时完成原料脱硫和还原反应，提高了处理含铁原料的效率。

Description

直接还原处理含铁原料的系统和方法

技术领域

本发明属于能源与冶金领域。具体而言，本发明涉及直接还原的处理含铁原料的系统和方法。

背景技术

近年来，直接还原炼铁技术发展迅猛，其中煤基转底炉直接还原炼铁技术也高速发展，推进了工业化进程。转底炉可以处理的矿种丰富，可以利用资源种类繁多。但有很多含铁原料中含有较高的硫，且在煤基直接还原炼铁技术中采用含碳压球工艺时，煤也会带入大量的硫，导致入炉的原料中硫含量剧增。由于一般的煤基还原设备为还原性气氛，不利于脱硫，只能在含碳球团中添加大量的降硫剂，不仅效果不明显，而且增加了还原负荷，带入更多的杂质。现有技术中，对直接还原铁中的硫有一些研究，但是由于金属化球团脉石和铁共存，因此通常情况下并没有什么很好的方法来降除球团中的硫，只是寄希望于含碳球团中的硫自然挥发，或者被动地采用低硫矿、低硫煤，以减少硫对炼钢用金属化球团地不利影响。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高效脱硫还原处理含铁原料的系统和方法。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种直接还原处理含铁原料的系统，该系统包括：

第一混合成型装置，所述第一混合成型装置具有含铁原料入口、石灰石入口、第一粘结剂入口和含铁原料球团出口；

第二混合成型装置，所述第二混合成型装置具有高硫煤入口、第二粘结剂入口和高硫煤球团出口；

转底炉，所述转底炉包括：

可转动炉底；

环形炉膛，在所述环形炉膛中，沿所述可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，所述第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，所述脱硫区具有含硫烟气出口，所述第二加料区具有低硫煤入口，所述出料区具有还原产物出口，其中，所述含铁原料球团入口与所述含铁原料球团出口相连，所述高硫煤球团入口与所述高硫煤球团出口相连且适于向所述可转动炉底上布料；

链板输送装置，所述链板输送装置设置在所述第一加料区和所述脱硫区内，并且所述链板输送装置的加料端与所述含铁原料球团入口相连，所述链板输送装置的出料端靠近所述第二加料区；

破碎磁选装置，所述破碎磁选装置具有还原产物入口、金属铁粉出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。

根据本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统具体是按照下列步骤进行，首先采用第一混合成型装置制备得到含铁原料球团，采用第二混合成型装置制备得到高硫煤球团；然后含铁原料球团被布入转底炉的链板输送装置上，高硫煤球团被布入转底炉的可转动炉底上，二者分别在转底炉脱硫区内的氧化气氛下进行完成各自的脱硫，并且完成脱硫后的含铁原料球团从链板输送装置上掉下，布在脱硫后的高硫煤球团上；最后在第二加料区内，在脱硫后的含铁原料球团上布置一层低硫煤，并在还原区内形成还原性气氛，对含铁球团进行还原处理，还原产物经破碎磁选分离得到金属铁粉。

通常含铁矿原料的处理系统或者方法是将含铁原料和还原煤直接进行还原处理，而含铁原料中含有大量的硫，而硫在还原气氛下脱除率很低，所以导致最终产品金属铁粉中硫含量高。本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统中的转底炉中单独设置了脱硫区，并设置链板输送装置，可以将含铁原料和还原煤分别进行预脱硫，从而可以得到优质的低硫金属铁粉，低硫金属铁粉更能满足炼钢的需求，具有更高的经济价值。并且由于采用该系统可以单独对还原煤进行脱硫，因此可以采用高硫煤作为还原剂，进而拓宽了还原剂的选择，同时降低还原剂的成本。由此，本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统有效地解决了在煤基直接还原后磨矿磁选中金属铁粉中硫含量较高，利用价值不大的问题。

另外，根据本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述链板输送装置平行于所述可转动炉底设置。

在本发明的一些实施例中，所述链板输送装置与所述可转动炉底之间的距离为5～30cm，优选为8～12cm。

在本发明的一些实施例中，所述脱硫区与所述第一加料区之间和所述脱硫区与所述第二加料区之间分别设置有隔墙。

在本发明的一些实施例中，所述脱硫区的上部具有富氧入口，所述脱硫区的下部具有微氧入口。

根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种直接还原处理含铁原料的方法，该方法适于采用前面实施例的直接还原处理含铁原料的系统，包括：

利用所述第一混合成型装置将含铁原料、石灰石、第一粘结剂进行混合成型处理，以便得到含铁原料球团；

利用所述第二混合成型装置将高硫煤、第二粘结剂进行混合成型处理，以便得到高硫煤球团；

利用所述转底炉对所述含铁原料球团进行处理；

其中，通过所述含铁原料球团入口向所述链板输送装置上供给所述含铁原料球团；

通过所述高硫煤球团入口向所述可转动炉底上供给所述高硫煤球团；

通过所述低硫煤入口向所述第二加料区内供给低硫煤；

其中，使所述含铁原料球团和所述高硫煤球团在所述脱硫区内进行氧化焙烧，以便脱除硫，产生含硫烟气；

使经过所述氧化焙烧的含铁原料球团在所述脱硫区的末端脱离所述链板输送装置并覆盖在脱除硫后的高硫煤球团上；

使经过所述氧化焙烧的含铁原料球团在经过所述第二加料区内时，被覆盖一层所述低硫煤，以便得到预还原物料；

使所述预还原物料在还原区内发生还原反应，以便得到还原产物；

利用破碎磁选装置将还原产物进行破碎和磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。

通常含铁矿原料的处理系统或者方法是将含铁原料和还原煤直接进行还原处理，而含铁原料中含有大量的硫，而硫在还原气氛下脱除率很低，所以导致最终产品金属铁粉中硫含量高。本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统中的转底炉中单独设置了脱硫区，并设置链板输送装置，可以将含铁原料和还原煤分别进行预脱硫，从而可以得到优质的低硫金属铁粉，低硫金属铁粉更能满足炼钢的需求，具有更高的经济价值。并且由于采用该系统可以单独对还原煤进行脱硫，因此可以采用高硫煤作为还原剂，进而拓宽了还原剂的选择，同时降低还原剂的成本。由此，本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统有效地解决了在煤基直接还原后磨矿磁选中金属铁粉中硫含量较高，利用价值不大的问题。

另外，根据本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法进一步包括：

通过所述富氧入口向所述脱硫区的上部通入氧气，使所述含铁原料球团在强氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫；

通过所述微氧入口向所述脱硫区的下部通入氧气和氮气，使所述高硫煤球团在微氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫。

在本发明的一些实施例中，所述含铁原料、所述石灰石、所述第一粘结剂的质量比为100：5-20：1-10。

在本发明的一些实施例中，所述高硫煤与所述第二粘结剂的质量比为100：2-10。

在本发明的一些实施例中，所述含铁原料球团在所述脱硫区的上部发生氧化焙烧的温度为900-1100摄氏度。

在本发明的一些实施例中，所述高硫煤球团在所述脱硫区的下部发生氧化焙烧的温度为300-700摄氏度。

在本发明的一些实施例中，所述氧气和氮气的体积比为1-10：90-99。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的直接还原处理含铁原料的系统的结构示意图。

图2显示了根据本发明一个实施例的转底炉部分结构示意图。

图3显示了根据本发明一个实施例的直接还原处理含铁原料的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种直接还原处理含铁原料的系统，下面参考图1-2详细描述本发明具体实施例的直接还原处理含铁原料的系统。

根据本发明具体实施例的直接还原处理含铁原料的系统包括：第一混合成型装置100、第二混合成型装置200、转底炉300和破碎磁选装置700。

其中，第一混合成型装置100具有含铁原料入口110、石灰石入口120、第一粘结剂入口130和含铁原料球团出口140；

第二混合成型装置200具有高硫煤入口210、第二粘结剂入口220和高硫煤球团出口230；

转底炉300包括：可转动炉底400、环形炉膛500和链板输送装置600。

其中，在环形炉膛500中，沿可转动炉底400的转动方向依次形成第一加料区510、脱硫区520、第二加料区530、还原区540以及出料区550，第一加料区510具有含铁原料球团入口511和高硫煤球团入口512，脱硫区520具有含硫烟气出口521，第二加料区530具有低硫煤入口531，出料区550具有还原产物出口551，其中，含铁原料球团入口511与含铁原料球团出口140相连，高硫煤球团入口512与高硫煤球团出口230相连且适于向可转动炉底400上布料；链板输送装置600设置在第一加料区510和脱硫区520内，并且链板输送装置600的加料端与含铁原料球团入口140相连，链板输送装置600的出料端靠近第二加料区530；

破碎磁选装置700具有还原产物入口710、金属铁粉出口720和尾渣出口730，还原产物入口710与还原产物出口551相连。

根据本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统具体是按照下列步骤进行，首先采用第一混合成型装置100制备得到含铁原料球团，采用第二混合成型装置200制备得到高硫煤球团；然后含铁原料球团被布入转底炉300的链板输送装置600上，高硫煤球团被布入转底炉的可转动炉底400上，二者分别在转底炉300脱硫区520内的氧化气氛下进行完成各自的脱硫，并且完成脱硫后的含铁原料球团从链板输送装置600上掉下，布在脱硫后的高硫煤球团上；最后在第二加料区530内，在脱硫后的含铁原料球团上布置一层低硫煤，并在还原区540内形成还原性气氛，对含铁原料球团进行还原处理，还原产物经破碎磁选装置700分离得到金属铁粉。

通常含铁矿原料的处理系统或者方法是将含铁原料和还原煤直接进行还原处理，而含铁原料中含有大量的硫，而硫在还原气氛下脱除率很低，所以导致最终产品金属铁粉中硫含量高。本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统中的转底炉中单独设置了脱硫区，并设置链板输送装置，可以将含铁原料和还原煤分别进行预脱硫，从而可以得到优质的低硫金属铁粉，低硫金属铁粉更能满足炼钢的需求，具有更高的经济价值。并且由于采用该系统可以单独对还原煤进行脱硫，因此可以采用高硫煤作为还原剂，进而拓宽了还原剂的选择，同时降低还原剂的成本。由此，本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统有效地解决了在煤基直接还原后磨矿磁选中金属铁粉中硫含量较高，利用价值不大的问题。

根据本发明的具体实施例，链板输送装置600平行于可转动炉底400设置。由此可以进一步提高转底炉的稳定运行。具体地，链板输送装置600与可转动炉底400之间的距离可以为5～30cm，优选链板输送装置600与可转动炉底400之间距离为8～12cm。链板输送装置600过于靠近可转动炉底400，将妨碍可转动炉底400的转动，而距离可转动炉底400的距离过远，则脱硫后的含铁原料球团由链板输送装置600的出料端掉落至可转动炉底400时的掉落距离过长。

根据本发明的具体实施例，当含铁原料球团被供给至链板输送装置600之上时，可以通过控制链板输送装置600的传动速度，控制含铁原料球团在脱硫区520内的停留时间。由此，可以使含铁原料球团充分发生脱硫反应。

根据本发发明的具体实施例，脱硫区520与第一加料区510之间设置有隔墙560，脱硫区520与第二加料区530之间设置有隔墙570。根据本发明的实施例，为了进一步提高含铁原料球团的脱硫效率，链板输送装置600的长度可以设置的尽可能长。例如，可以将链板输送装置600的入料端设置在第一加料区510的初始段，将链板输送装置600的出料端设置在靠近隔墙570处。具体地，链板输送装置600的出料端与隔墙570之间可以保持适当距离，具体可以为15～40mm，优选地为18～32mm。上述距离过窄，则会阻碍脱硫产物顺利掉落到可转动炉底400进入第二加料区530；若距离过宽，则会导致链板输送装置600的长度减小。由此，可以尽量延长链板输送装置600的长度，从而延长含铁原料球团在脱硫区520停留的时间，从而可以进一步提含铁原料的脱硫效果。

根据本发发明的具体实施例，脱硫区520的上部具有富氧入口522。含铁原料中的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。通过在脱硫区520上部的富氧入口522通入氧气，使得脱硫区的上部空间形成强氧化气氛，同时控制脱硫区520的上层炉温为900-1100℃。从而使得含铁原料球团在该区域内通过氧化焙烧，脱除铁矿石中以硫化物形式存在的硫，以硫酸盐形式存在的硫先在高温下进行分解，再随烟气脱除。同时，球团内的石灰石分解，生产的氧化钙可以与一部分未脱除的硫化物反应，生成硫化钙，脱除原料中的残余硫。

根据本发发明的具体实施例，脱硫区520的下部具有微氧入口523。高硫煤中的硫主要以黄铁矿硫及有机硫的形式存在。通过在脱硫区520下部的微氧入口523通入氧气和氮气混合物，使得脱硫区的下部空间形成微氧化气氛，同时控制脱硫区520的下层炉温为300-700℃。从而使得在微氧化气氛下，煤中硫形成二氧化硫逸出。其中通入氧气和氮气的比例为1-10：90-99。

本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统，通过在转底炉内的可转动炉底的上方设置链板输送装置，从而形成双层布料，并将位于下层的可转动炉底上布料高硫煤球团，在位于上层的链板输送装置上布料含铁原料球团。使二者在脱硫区内分别单独完成脱硫处理。并可以进一步通过向脱硫区上部和下部通入不同比例的氧气，提供氧化性气氛，实现单独脱硫条件的控制，进而提高脱硫效果。

根据本发明的具体实施例，通过在转底炉内设置第二加料区，向完成脱硫后的含铁原料球团的上布一层低硫煤。从而使得脱硫后的含铁原料球团的上下层均具有还原剂，提高了含铁原料球团与还原剂的接触面积，同时可以使得还原区内形成强还原性气氛，最终提高含铁原料球团的还原效果，提高铁回收率。

由此，采用本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统，可以在转底炉内实现对含铁原料预脱硫处理和还原处理，进而可以显著提高处理效率，同时显著降低产物中硫含量，进而提高还原铁品质。

根据本发明的第二方面，本发明还提出了一种直接还原处理含铁原料的方法，该方法通过采用前面实施例的直接还原处理含铁原料的系统进行。

根据本发明的具体实施例，直接还原处理含铁原料的方法包括：利用第一混合成型装置将含铁原料、石灰石、第一粘结剂进行混合成型处理，以便得到含铁原料球团；利用第二混合成型装置将高硫煤、第二粘结剂进行混合成型处理，以便得到高硫煤球团；利用转底炉对含铁原料球团进行处理；其中，通过含铁原料球团入口向链板输送装置上供给含铁原料球团；通过高硫煤球团入口向可转动炉底上供给高硫煤球团；通过低硫煤入口向第二加料区内供给低硫煤；其中，使含铁原料球团和高硫煤球团在脱硫区内进行氧化焙烧，以便脱除硫，产生含硫烟气，提高含铁原料球团的反应性；使经过氧化焙烧的含铁原料球团在脱硫区的末端脱离链板输送装置并覆盖在脱除硫后的高硫煤球团上；使经过氧化焙烧的含铁原料球团在经过第二加料区内时，被覆盖一层低硫煤，以便得到预还原物料；使预还原物料在还原区内发生还原反应，以便得到还原产物。利用破碎磁选装置将还原产物进行破碎和磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。

下面参考图3详细描述本发明具体实施例的直接还原处理含铁原料的方法。

S100：制备含铁原料球团

根据本发发明的具体实施例，首先利用第一混合成型装置将含铁原料、石灰石、第一粘结剂进行混合成型处理，以便得到含铁原料球团。其中，含铁原料、石灰石、第一粘结剂的质量比为100：5-20：1-10。由此可以有效地将含铁原料制备成球团。同时，通过加入石灰石，石灰石后续分解生产的氧化钙，氧化钙可以与未脱除的硫化物反应，生成硫化钙，从而脱除原料中的残余硫。由此可以进一步提高含铁原料脱硫效果。

S200：制备高硫碳球团

根据本发发明的具体实施例，利用第二混合成型装置将高硫煤、第二粘结剂进行混合成型处理，以便得到高硫煤球团。其中，高硫煤与第二粘结剂的质量比为100：2-10。由此可以有效地制备得到高硫煤球团，提高球团强度，进而提高处理效率。

S300：氧化焙烧脱硫

根据本发发明的具体实施例，利用转底炉对含铁原料球团进行处理。其中，通过含铁原料球团入口向链板输送装置上供给含铁原料球团；通过高硫煤球团入口向可转动炉底上供给高硫煤球团。

其中，使含铁原料球团和高硫煤球团在脱硫区内进行氧化焙烧，以便脱除硫并提高含铁原料球团的反应性，产生含硫烟气。

采用本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法，转底炉内具有的可转动炉底和上方设置的链板输送装置，进而在位于下层的可转动炉底上布料高硫煤球团，在位于上层的链板输送装置上布料含铁原料球团，形成双层布料。从而可以实现二者的单独脱硫处理。进而可以进一步提高脱硫效果。

S400：还原反应

根据本发明的具体实施例，通过低硫煤入口向第二加料区内供给低硫煤。

根据本发明的具体实施例，使经过氧化焙烧的含铁原料球团在脱硫区的末端脱离链板输送装置并覆盖在脱除硫后的高硫煤球团上；使经过氧化焙烧的含铁原料球团在经过第二加料区内时，被覆盖一层低硫煤，以便得到预还原物料；使预还原物料在还原区内发生还原反应，以便得到还原产物。

根据本发明的具体实施例，在脱硫完成后，含铁原料球团从链板输送装置掉下布在可转动炉底上的布料高硫煤球团的上方。进一步地，通过在转底炉内设置第二加料区，向完成脱硫后的含铁原料球团的上布一层低硫煤。从而使得脱硫后的含铁原料球团的上下层均具有还原剂，提高了含铁原料球团与还原剂的接触面积，同时可以使得还原区内形成强还原性气氛，最终提高含铁原料球团的还原效果，提高铁回收率。

由此，采用本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法，可以在转底炉内实现对含铁原料预脱硫处理和还原处理，进而可以显著提高处理效率，同时显著降低产物中硫含量，进而提高还原铁品质。

根据本发发明的具体实施例，脱硫区520的上部具有富氧入口522。由此根据本发明上述直接还原处理含铁原料的方法进一步包括：通过富氧入口向脱硫区的上部通入氧气，使含铁原料球团在强氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫。

根据本发明的具体实施例，含铁原料中的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。通过在脱硫区520上部的富氧入口522通入氧气，使得脱硫区的上部空间形成强氧化气氛，同时控制述脱硫区的上部的温度为900-1100摄氏度。从而使得含铁原料球团在该条件下发生氧化焙烧，脱除铁矿石中以硫化物形式存在的硫，以硫酸盐形式存在的硫先在高温下进行分解，再随烟气脱除。同时，球团内的石灰石分解，生产的氧化钙可以与一部分未脱除的硫化物反应，生成硫化钙，脱除原料中的残余硫。

根据本发发明的具体实施例，脱硫区520的下部具有微氧入口523。由此根据本发明上述直接还原处理含铁原料的方法进一步包括：通过微氧入口向脱硫区的下部通入氧气和氮气，使高硫煤球团在微氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫。

根据本发发明的具体实施例，高硫煤中的硫主要以黄铁矿硫及有机硫的形式存在。通过在脱硫区520下部的微氧入口523通入氧气和氮气混合物，使得脱硫区的下部空间形成微氧化气氛，同时控制脱硫区520的下部的温度为300-700摄氏度。从而使得高硫煤球团在该条件下发生氧化焙烧，使得煤中硫形成二氧化硫逸出。其中通入氧气和氮气的比例为1-10：90-99。

在还原区内，脱硫后含铁原料球团掉入下层炉底，布入脱硫后的高硫煤球团上，再在上层球团布入一层低硫煤，经过铁还原区，铁被还原成金属铁。从出料口得到金属化球团，煤灰及煤灰球团的混合物。布入低硫煤是为了保证在还原区内球团的还原性气氛。

S500：破碎磁选

根据本发明的具体实施例，最后利用破碎磁选装置将还原产物进行破碎和磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。

根据本发明的具体示例，将得到还原产物进行筛分，得到金属化球团，将金属化球团进行破碎磨选，得到金属铁粉和尾渣。由于煤和含铁原料中的硫在前期得到脱除，因此金属铁粉中硫含量低，能够满足炼钢要求，进而显著提高了金属铁粉的经济价值。

根据本发明的具体实施例，直接还原处理含铁原料的还原剂可以选择高硫煤，通过在对含铁原料进行脱硫的同时对高硫煤进行脱硫，在没有额外增加工序的情况下得到的合格的还原剂。因此，采用本发明上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法拓宽了还原剂的选择范围，降低还原剂的成本，进而间接降低了处理含铁原料的成本。

实施例1

某铁精粉，其成分为TFe 67.69％，S 0.07％，按铁精粉：石灰石：粘结剂＝100：5：5的配比混合后压球，得到铁精粉球团。某高硫煤，其成分为固定碳76％，S 0.6％，按高硫煤：粘结剂＝100：2的配比混合后压球，得到高硫煤球团。将铁精粉球布入到炉内的上层链板输送装置上，将高硫煤球团布入到下层可转动炉底上，上层炉内通入氧气，温度为1000℃，下层炉内通入氧气和氮气的混合气体，氧气：氮气＝2：98，下层炉内温度为500℃。在炉内原料脱硫区分别脱除硫后，铁精粉球团落到高硫煤球团上，并在铁精粉球团上布入一层低硫煤，经过还原后，得到煤灰、煤球和金属化球团的混合物，筛分后分离出金属化球团，将球团进行磨选，得到TFe 92.13％、S 0.008％的金属铁粉。

实施例2

某铜渣，其成分为TFe 39.57％，S 0.21％，按铜渣：石灰石：粘结剂＝100：15：5的配比混合后压球，得到铜渣球团。某高硫煤，其成分为固定碳70％，S 0.72％，按高硫煤：粘结剂＝100：2的配比混合后压球，得到高硫煤球团。将铜渣球团布入到炉内的上层链板输送装置上，将高硫煤球团布入到下层可转动炉底上，上层炉内通入氧气，温度为950℃，下层炉内通入氧气和氮气的混合气体，氧气：氮气＝3：97，下层炉内温度为600℃。在炉内原料脱硫区分别脱除硫后，铜渣球团落到高硫煤球团上，并在铜渣球团上布入一层低硫煤，经过还原后，得到煤灰、煤球和金属化球团的混合物，筛分后分离出金属化球团，将球团进行磨选，得到TFe 91.09％、S 0.012％的金属铁粉。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，包括：

第一混合成型装置，所述第一混合成型装置具有含铁原料入口、石灰石入口、第一粘结剂入口和含铁原料球团出口；

第二混合成型装置，所述第二混合成型装置具有高硫煤入口、第二粘结剂入口和高硫煤球团出口；

转底炉，所述转底炉包括：

可转动炉底；

环形炉膛，在所述环形炉膛中，沿所述可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，所述第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，所述脱硫区具有含硫烟气出口，所述第二加料区具有低硫煤入口，所述出料区具有还原产物出口，其中，所述含铁原料球团入口与所述含铁原料球团出口相连，所述高硫煤球团入口与所述高硫煤球团出口相连且适于向所述可转动炉底上布料；

链板输送装置，所述链板输送装置设置在所述第一加料区和所述脱硫区内，并且所述链板输送装置的加料端与所述含铁原料球团入口相连，所述链板输送装置的出料端靠近所述第二加料区；

破碎磁选装置，所述破碎磁选装置具有还原产物入口、金属铁粉出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。

2.根据权利要求1所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述链板输送装置平行于所述可转动炉底设置。

3.根据权利要求2所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述链板输送装置与所述可转动炉底之间的距离为5～30cm。

4.根据权利要求2所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述链板输送装置与所述可转动炉底之间的距离为8～12cm。

5.根据权利要求1所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述脱硫区与所述第一加料区之间和所述脱硫区与所述第二加料区之间分别设置有隔墙。

6.根据权利要求1所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述脱硫区的上部具有富氧入口，所述脱硫区的下部具有微氧入口。

7.一种利用权利要求1-5中任一项所述的直接还原处理含铁原料的系统处理含铁原料的方法，其特征在于，包括：

利用所述第一混合成型装置将含铁原料、石灰石、第一粘结剂进行混合成型处理，以便得到含铁原料球团；

利用所述第二混合成型装置将高硫煤、第二粘结剂进行混合成型处理，以便得到高硫煤球团；

利用所述转底炉对所述含铁原料球团进行处理；

其中，通过所述含铁原料球团入口向所述链板输送装置上供给所述含铁原料球团；

通过所述高硫煤球团入口向所述可转动炉底上供给所述高硫煤球团；

通过所述低硫煤入口向所述第二加料区内供给低硫煤；

其中，使所述含铁原料球团和所述高硫煤球团在所述脱硫区内进行氧化焙烧，以便脱除硫，产生含硫烟气；

使经过所述氧化焙烧的含铁原料球团在所述脱硫区的末端脱离所述链板输送装置并覆盖在脱除硫后的高硫煤球团上；

使经过所述氧化焙烧的含铁原料球团在经过所述第二加料区内时，被覆盖一层所述低硫煤，以便得到预还原物料；

使所述预还原物料在还原区内发生还原反应，以便得到还原产物；

利用破碎磁选装置将还原产物进行破碎和磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：

所述脱硫区的上部具有富氧入口，所述脱硫区的下部具有微氧入口；

通过所述富氧入口向所述脱硫区的上部通入氧气，使所述含铁原料球团在强氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫；

通过所述微氧入口向所述脱硫区的下部通入氧气和氮气，使所述高硫煤球团在微氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述含铁原料、所述石灰石、所述第一粘结剂的质量比为100：5-20：1-10。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述高硫煤与所述第二粘结剂的质量比为100：2-10。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述含铁原料球团在所述脱硫区的上部发生氧化焙烧的温度为900-1100摄氏度。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述高硫煤球团在所述脱硫区的下部发生氧化焙烧的温度为300-700摄氏度。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述氧气和氮气的体积比为1-10：90-99。