CN110721977B - 一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，采用以下工艺步骤:(1)、将熔融炉渣进行水淬处理后，进行棒磨磁选筛分，得到铁精粉，然后装入螺旋分极机进行机械分级，将粒度分布为0.1mm‑5mm的炉料采用卧式短筒球磨机进行粗磨，粗磨完成后炉料粒度控制在0.4mm以下；(2)、将粗磨完成的炉料采用卧式长筒球磨机进行细磨，细磨完成后含铁料粒度控制在0.2mm以下；(3)、进行多次螺旋分级与球磨，最终达到产品设计要求；(4)、将细磨完成的炉料烘干处理，烘干后炉料含水率控制在8％以下，通过振动筛进行炉料筛分，除去粒度为0.15mm以上的粗大颗粒，可得到TFe≥90％的活性铁粉。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种炉渣的处理工艺，尤其是一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法。
背景技术
熔融还原法是不用高炉法生产液态铁水的一种方法，以非焦煤作为主要能源，直接使用铁矿粉等原料，在高温熔融状态下用碳把铁氧化物还原成金属铁的冶炼方法。熔融还原铁技术与高炉工艺相比，在资源适用性、污染物排放、节省工序、高附加值产品等方面具有显著优势，是低碳炼铁新技术发展的一个重要方向。但由于熔融还原技术本身采用的是喷吹矿粉、煤粉的形式进行炉内反应，会有部分矿粉、煤粉还没有完全反应就随炉渣排出炉外，这种炉渣还包裹着大量粒铁，如果不能有效回收利用，将导致极大地资源浪费。如果采用普通的破碎、筛分、磁选工艺，不能将粒铁全部回收，而且得到的铁品位不高，只能做铁精粉使用，产品附加值不高。如果采用联合选矿的工艺，将熔融还原炉产生的炉渣直接制取成活性铁粉，将会带来更大的收益。活性铁粉是是一种新型还原材料，以单质铁为主，主要应用于化工行业，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，该方法采用多级分级和多级球磨的方式，充分利用炉渣中固体颗粒的比重不同，在液体中沉淀的速度不同的原理，使其中金属铁高效分离出来。为了使最终的产品活性铁粉杂质更少、生产效率更高，采用多套串联、先粗磨后细磨、逐级分选的模式，实现了渣铁的彻底分离。分离后的尾渣成分类似于高炉渣，粒度较细，可经过压滤、烘干、立磨做成矿粉或作为建筑材料的原料使用，实现熔融还原炉炉渣的全部回收利用。
本申请一个实施例提供的具体技术方案如下：
一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，包括以下工艺步骤：
(1)、将熔融还原炉产生的高温炉渣采用转鼓法水渣处理工艺进行预先处理，通过粒化系统的压力射水流，对熔渣进行快速水淬粒化，由此产生的渣水混合物进入粒化塔后充分进行缓冲和水淬；
(2)冷却后的炉渣从冲渣池中捞出，通过皮带运送到密闭配料车间内的铁渣储存间，由给料机连续送到湿式棒磨机筒体内部，由棒磨机对原料进行粉碎、研磨，同时加水磨成料浆，制成小于2mm的料浆，并通过溢流和连续给料的力量将产品排出机外，以进行下一段工序处理；
(3)在棒磨机排出端配装转筒筛，以清除磨棒的碎块和接住跑出的大块物料；
(4)然后料浆进入磁选机进行湿式磁选，均匀的料浆通过装在螺旋槽首端的给矿槽缓慢地给到螺旋槽面上，进行分选；料浆经给料箱流入槽体后，在给料喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的选矿区；最终被吸在磁辊圆筒表面的磁性物质即是铁精粉，用刷辊进行卸矿，铁精粉进入精粉池可沉淀出含铁量在50％～65％的铁精粉或直接进入深选工艺；非磁性或弱磁性矿物被留在料浆中随料浆排出槽外，形成尾矿；
(5)、将初选的铁精粉湿料运送至螺旋分级机，把过滤出的轻物料从溢流管子排出，在螺旋分级机中实现脱水和料浆内不同比重矿物的重力分级；
(6)、将含铁的重物料利用螺旋分级机中旋片旋入球磨机进料口，旋入球磨机中的含铁重物料在球磨机中进行再次破碎，球磨后的物料又进入螺旋分级机中进行分级，螺旋分级机对矿物分级后又再次进入球磨机中进行球磨，如此往复几次后，最终从球磨机出料口中得到比重大的纯铁粉；
(7)、将纯铁粉在烘干窑中进行物料烘干处理，烘干温度为90-120℃，烘干时间为2～4h，然后装袋打包即可得到活性铁粉。
进一步地，所述步骤(1)中熔融还原炉产生的炉渣，熔融温度为1300～1500℃，采用水淬粒化处理，粒化后的炉渣颗粒在0～6mm，炉渣中金属铁MFe含量为5％～15％。
进一步地，所述步骤(6)中重物料在球磨机中进行球磨，螺旋分级机+球磨机的组合可以为一套或多套，采用多级分级和多级球磨串联组合而成，直至最终分离效果最佳。
进一步地，所述步骤(4)中的尾矿送高密压滤机压滤后作为建材原料。
进一步地，所述步骤(7)中最终得到的活性铁粉可以用于化工等行业，做为还原剂使用。
进一步地，步骤(7)得到的活性铁粉TFe≥90％。
进一步地，步骤(7)中的烘干温度为105℃，烘干时间为3h。
进一步地，转鼓法水渣处理工艺参数为：转鼓规格Φ5000*6300mm，转速0.3-1.4r/min，温度：80℃，水渣含水率15％-20％，减速机速比180，链轮速比54/11。
进一步地，所述湿式棒磨机筒体直径为3200mm，长度为4500mm，转速为19r/min。
进一步地，所述炉渣包括以下成分：S:0.1-3％，FeO:2-7％，Fe2O3:0.1-2％，Fe：5-15％，SiO2:25-35％，Al2O3:10-15％，CaO:31-38％，MgO:7-7.5％，P2O5:1.5-4％。
本申请得到的是活性铁粉，TFe含量在90％以上，附加值高，利润高。采用多级分级和多级球磨的方式，靠固体颗粒的比重不同，因而在液体中沉淀的速度不同的原理，进行分级。通过螺旋分级机和球磨机配套使用，使其中金属铁有效分离出来。
本发明可适用于干基料，更适用于湿基料，采用湿基料时可直接将粒化渣通过管道直接进行输送，在缩短处理工艺的同时降低了运输成本。
本发明在扩大熔融炉产生的水渣适用范围的同时，可生产出TFe≥90％的活性铁粉；同时，分选出来的轻物料可以通过压滤处理或者其它的方式进行处理，得到的尾泥与高炉渣成分接近可以进行磨细、做成矿粉用于水泥行业，或者做为制砖等建筑材料的原料使用。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
实施例1
表1熔融还原炉炉渣成分(％)
| S | FeO | F<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | MgO |
| 0.17 | 3.71 | 1.03 | 27.1 | 13.5 | 33.9 | 7.20 |
| MnO | Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | TiO<sub>2</sub> | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | Fe | 其它 | |
| 0.50 | 0.02 | 0.55 | 1.72 | 10 | 0.57 |
一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，包括以下工艺步骤：
(1)、熔融还原炉产生的炉渣，熔融温度为1450℃，将熔融还原炉产生的高温炉渣采用转鼓法水渣处理工艺进行预先处理，转鼓法水渣处理工艺参数为：转鼓规格Φ5000*6300mm，转速1r/min，温度：80℃，水渣含水率18％，减速机速比180，链轮速比54/11，通过粒化系统的压力射水流，对熔渣进行快速水淬粒化，由此产生的渣水混合物进入粒化塔后充分进行缓冲和水淬；
(2)冷却后的炉渣从冲渣池中捞出，通过皮带运送到密闭配料车间内的铁渣储存间，由给料机连续送到湿式棒磨机筒体内部，由棒磨机对原料进行粉碎、研磨，所述湿式棒磨机筒体直径为3200mm，长度为4500mm，转速为19r/min，同时加水磨成料浆，制成小于2mm的料浆，并通过溢流和连续给料的力量将产品排出机外，以进行下一段工序处理；
(3)在棒磨机排出端配装转筒筛，以清除磨棒的碎块和接住跑出的大块物料；
(4)然后料浆进入磁选机进行湿式磁选，均匀的料浆通过装在螺旋槽首端的给矿槽缓慢地给到螺旋槽面上，进行分选；料浆经给料箱流入槽体后，在给料喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的选矿区；最终被吸在磁辊圆筒表面的磁性物质即是铁精粉，用刷辊进行卸矿，铁精粉进入精粉池可沉淀出含铁量在50％～65％的铁精粉或直接进入深选工艺；非磁性或弱磁性矿物被留在料浆中随料浆排出槽外，形成尾矿；
(5)、将初选的铁精粉湿料运送至螺旋分级机，把过滤出的轻物料从溢流管子排出，在螺旋分级机中实现脱水和料浆内不同比重矿物的重力分级；
(6)、将含铁的重物料利用螺旋分级机中旋片旋入球磨机进料口，旋入球磨机中的含铁重物料在球磨机中进行再次破碎，球磨后的物料又进入螺旋分级机中进行分级，螺旋分级机对矿物分级后又再次进入球磨机中进行球磨，如此往复6次后，最终从球磨机出料口中得到比重大的纯铁粉；
(7)、将纯铁粉在烘干窑中进行物料烘干处理，烘干温度为110℃，烘干时间为3h，然后装袋打包即可得到活性铁粉。步骤(7)得到的活性铁粉TFe为93％。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (6)
1.一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
(1)、将熔融还原炉产生的高温炉渣采用转鼓法水渣处理工艺进行预先处理，通过粒化系统的压力射水流，对炉渣进行快速水淬粒化，由此产生的渣水混合物进入粒化塔后充分进行缓冲和水淬；
(2)冷却后的炉渣从冲渣池中捞出，通过皮带运送到密闭配料车间内的铁渣储存间，由给料机连续送到湿式棒磨机筒体内部，由棒磨机对原料进行粉碎、研磨，同时加水磨成料浆，制成大于0mm，小于2mm的料浆，并通过溢流和连续给料的力量将产品排出机外，以进行下一段工序处理；
(3)在棒磨机排出端配装转筒筛，以清除磨棒的碎块和接住跑出的大块物料；
(4)然后料浆进入磁选机进行湿式磁选，均匀的料浆通过装在螺旋槽首端的给矿槽缓慢地给到螺旋槽面上，进行分选；料浆经给料箱流入槽体后，在给料喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的选矿区；最终被吸在磁辊圆筒表面的磁性物质即是铁精粉，用刷辊进行卸矿，铁精粉进入精粉池可沉淀出含铁量在50％-65％的铁精粉；非磁性或弱磁性矿物被留在料浆中随料浆排出槽外，形成尾矿；
(5)、将初选的铁精粉湿料运送至螺旋分级机，把过滤出的轻物料从溢流管子排出，在螺旋分级机中实现脱水和料浆内不同比重矿物的重力分级；
(6)、将含铁的重物料利用螺旋分级机中旋片旋入球磨机进料口，旋入球磨机中的含铁重物料在球磨机中进行再次破碎，球磨后的物料又进入螺旋分级机中进行分级，螺旋分级机对矿物分级后又再次进入球磨机中进行球磨，如此往复几次后，最终从球磨机出料口中得到比重大的纯铁粉；
(7)、将纯铁粉在烘干窑中进行物料烘干处理，烘干温度为90-120℃，烘干时间为2-4h，然后装袋打包即可得到活性铁粉；
所述炉渣包括以下成分：S:0.1-3％，FeO:2-7％，Fe2O3:0.1-2％，Fe：5-15％，SiO2:25-35％，Al2O3:10-15％，CaO:31-38％，MgO:7-7.5％，P2O5:1.5-4％；
转鼓法水渣处理工艺参数为：转鼓规格Φ5000*6300mm，转速0.3-1.4r/min，温度：80℃，水渣含水率15％-20％，减速机速比180，链轮速比54/11；
所述湿式棒磨机筒体直径为3200mm，长度为4500mm，转速为19r/min；
所述步骤(1)中熔融还原炉产生的炉渣，熔融温度为1300-1500℃，采用水淬粒化处理，粒化后的炉渣颗粒在0-6mm，炉渣中金属铁MFe含量为5％-15％。
2.如权利要求1所述的一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，其特征在于：所述步骤(6)中重物料在球磨机中进行球磨，螺旋分级机+球磨机的组合为一套或多套，采用多级分级和多级球磨串联组合而成，直至最终分离效果最佳。
3.如权利要求1所述的一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的尾矿送高密压滤机压滤后作为建材原料。
4.如权利要求1所述的一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，其特征在于：所述步骤(7)中最终得到的活性铁粉用于化工行业，做为还原剂使用。
5.如权利要求1所述的一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，其特征在于：步骤(7)得到的活性铁粉TFe≥90％。
6.如权利要求1所述的一种利用熔融还原炉产生的炉渣直接制取活性铁粉的方法，其特征在于：步骤(7)中的烘干温度为105℃，烘干时间为3h。
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