CN111057839A - 一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统及方法，系统包括进料仓、多级旋风预热器、流态化氧化焙烧炉、燃烧器、流态化磁化焙烧炉、多级旋风还原气冷却器、多级旋风空气冷却器和出料仓。方法为：(1)矿粉由进料仓经预热器预热；(2)进行流态化预氧化焙烧物相改性；(3)氧化矿进行低温流态化磁化焙烧；(4)磁化矿经还原气冷却器和空气冷却器两段换热降温后送弱磁选。本发明具有菱铁矿相充分氧化改性焙烧，显著降低磁化焙烧反应温度，反应器热负荷低、显热有效利用、能耗低的优势。

Description

一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统及方法
技术领域
本发明属于矿物加工、冶金领域，特别涉及一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统及方法。
背景技术
我国铁矿石资源丰富，储量居世界前列。但铁矿石资源禀赋差，97％以上为低品位贫铁矿，40％以上为常规磁选、重选、浮选等物理选矿方法难以有效选别的复杂难选铁矿石资源。近年来随着我国经济快速发展，钢铁行业对铁矿石消耗量巨大，对外进口依存度长期在80％以上，大宗铁精矿已成为我国经济发展的重要战略资源之一。因此开发低品位难选铁矿的大规模经济利用技术迫在眉睫。
菱铁矿是典型的复杂难选铁矿资源，广泛分布于辽宁、山西、陕西、甘肃、新疆等地，探明资源储量18.34亿吨。该矿矿物组成复杂，共生关系密切，自身分选物料条件差，即使采用先进的浮选工艺，如处理鞍山地区含菱铁矿的铁矿石，铁回收率也仅为60-65％，难以取得较好的生产指标。
磁化焙烧—磁选技术被认为是加工低品难选铁矿资源的最为有效手段之一。基本原理是将原矿中的弱磁性铁氧化物还原为强磁性铁氧化物，使其具备良好的分选物性，从而仅通过弱磁选工艺便可得到高的铁精矿品位和高的铁回收率。焙烧反应器主要分为竖炉、回转窑和流化床三种。其中竖炉和回转窑需要入炉原料粒度在毫米至厘米级，炉料粒径大，反应动力学条件差，能耗高，且焙烧难选铁矿时容易出现过还原和还原不足的现象，直接影响收率。采用竖炉磁化焙烧甘肃含菱铁矿的镜铁矿块矿和采用回转窑磁化焙烧大溪沟菱铁矿，铁回收率都只能达到70～75％。相比之下流化床焙烧直接利用粉料入炉，原理上反应比表面成数量级增加，有低温反应效率高能耗低、反应物相转变均匀的突出优势，是当前矿物加工行业应用的主要发展方向。近年来科研人员也基于流化床磁化焙烧技术尝试开发了多种菱铁矿焙烧技术方案。专利申请CN 201510301308.4将菱铁矿首先预热到600-800℃，再在550-600℃进行磁化焙烧，随后直接空气冷却。焙烧实现了物料的磁化转变，但空气冷却存在磁化矿二次氧化的问题。专利申请CN 201510139863.1和CN 201510139839.8设计了预氧化—蓄热还原—再氧化的三段悬浮焙烧—磁选方法，其中磁化矿在冷却到400℃以下再氧化冷却，避免了弱磁氧化物的生成。但每个焙烧段间都需要氮气置换，影响了连续化生产。同时预氧化时间10-120s，存在反应时间设计过短无法充分满足粗颗粒反应动力学的情况。专利申请CN 201610557595.X设计了一种难选铁矿石粉氧化-磁化焙烧系统及工艺，通过设置预氧化使铁矿粉升温至800-900℃进行磁化焙烧，高温虽然反应效率更高，但系统热负荷也显著增加，影响总体能耗。
因此，本领域需要一种基于流化床反应器原理优势，充分结合菱铁矿磁化焙烧反应特性的高效低耗流态化氧化还原磁化焙烧系统和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统及方法，通过流态化预氧化焙烧—低温流态化磁化焙烧的方式，实现菱铁矿中碳酸铁物相的高效改性和低温磁化焙烧，并最终得到铁精矿产品。
本发明提供了一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，所述流态化氧化还原磁化焙烧系统包括进料仓、预热器、流态化氧化焙烧炉、燃烧器、流态化磁化焙烧炉、还原气冷却器、空气冷却器和出料仓，
所述预热器包括多级预热旋风和布袋收尘器3，所述流态化氧化焙烧炉包括氧化焙烧炉本体5、氧化旋风分离器6和氧化出料阀7，所述流态化磁化焙烧炉包括磁化焙烧炉本体8和磁化旋风分离器9，所述还原气冷却器包括多级还原气冷却旋风和冷却出料阀12，所述空气冷却器包括多级空气冷却旋风，其中，
所述进料仓1的出料口与最高一级预热旋风的进气口连接，所述最高一级预热旋风的顶部出气口与布袋收尘器3的进气口连接，所述最高一级预热旋风的下部出料口和布袋收尘器3的返料口均与次高一级预热旋风的进气口连接，所述最低一级预热旋风的进气口与流态化氧化焙烧炉的氧化旋风分离器6的顶部出气口连接，所述最低一级预热旋风的下部出料口与氧化焙烧炉本体5的进料口连接；
所述流态化氧化焙烧炉包括氧化焙烧炉本体5、氧化旋风分离器6和氧化出料阀7，所述氧化焙烧炉本体5的进料口与最低一级预热旋风的下部出料口连接，所述氧化焙烧炉本体5的顶部出气口与氧化旋风分离器6的进气口连接，所述氧化旋风分离器6的顶部出气口与最低一级预热旋风的进气口连接，所述氧化旋风分离器6的底部出料口与氧化焙烧炉本体5连接，所述氧化焙烧炉本体5的底部进气口与燃烧器16的出气口连接，所述氧化焙烧炉本体5的出料口与氧化出料阀7的进料口连接；
所述流态化磁化焙烧炉包括磁化焙烧炉本体8和磁化旋风分离器9，所述磁化焙烧炉本体8的进料口与氧化出料阀7的出料口连接，所述磁化焙烧炉本体8的顶部出气口与磁化旋风分离器9的进气口连接，所述磁化旋风分离器9的顶部出气口与与燃烧器16的进气口连接，所述磁化旋风分离器9的下部出料口与磁化焙烧炉本体8连接，所述磁化焙烧炉本体8的底部进气口与还原气冷却器的最高一级还原气冷却旋风的出气口连接，所述磁化焙烧炉本体8的出料口与还原气冷却器的最高一级冷却旋风的进气口连接；
所述还原气冷却器包括多级还原气冷却旋风和冷却出料阀12，最高一级还原气冷却旋风的进气口与磁化焙烧炉本体8的出料口连接，所述最高一级还原气冷却旋风的顶部出气口与磁化焙烧炉本体8的底部进气口连接，所述最低一级还原气冷却旋风的下部出料口与冷却出料阀12的进料口连接，所述冷却出料阀12的出料口与空气冷却器的最高一级空气冷却旋风的进气口连接；
所述空气冷却器包括多级空气冷却旋风，最高一级空气冷却旋风的进气口与冷却出料阀12的出料口连接，所述最高一级空气冷却旋风的顶部出气口与燃烧器16的进气口连接，最低一级空气冷却旋风的底部出料口与出料仓15的进料口连接；
还原性气体供气管路与还原气冷却器的最低一级还原气冷却旋风的进气口连接；
空气供气管路与空气冷却器的最低一级空气冷却旋风的进气口连接；
所述出料仓15的进料口与空气冷却器的最低一级空气冷却旋风的下部出料口连接。
优选的，所述预热器、还原气冷却器和空气冷却器，各自均包括多级旋风，各级旋风顺序串联连接；当级数为两级时，一级旋风的下部出料口与二级旋风的进气口连接，二级旋风的顶部出气口与一级旋风的进气口连接；当级数为两级以上时，高一级旋风的下部出料口与低一级旋风的进料口连接，低一级旋风的顶部出气口与高一级旋风的进气口连接。
优选的，所述氧化旋风分离器6的下部出料口和氧化焙烧炉本体5的出料口的位置位于不同侧，磁化旋风分离器9的下部出料口和磁化焙烧炉本体8的出料口的位置位于不同侧，即所述氧化旋风分离器6的下部出料口不与氧化焙烧炉本体5的出料口直接连接，磁化旋风分离器9的下部出料口不与磁化焙烧炉本体8的出料口直接连接，焙烧炉均为湍动流化床。
优选的，所述氧化出料阀7内的物料松动气包括惰性氮气和\或空气，所述冷却出料阀12内的物料松动气包括惰性氮气和\或还原气。
优选的，所述还原气包括含CO和H2的高炉煤气、发生炉煤气和重整气中的一种或两种以上。
本发明还提供了基于上述系统的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧方法，所述方法包括：
菱铁矿经进料仓储存并进入预热器，在多级预热旋风内矿粉与流态化氧化焙烧炉热烟气尾气进行气固逆流换热升温，升温后的热矿粉进入氧化焙烧炉本体，与热烟气反应进行氧化分解改性，菱铁矿基本氧化焙烧反应式为Fe2CO3+O2＝Fe2O3+CO2，被气流夹带的氧化矿粉经氧化旋风分离器气固分离后返回氧化焙烧炉本体，氧化矿粉由氧化焙烧炉本体出料口排出，再经氧化出料阀进入磁化焙烧炉本体与热还原气进行含铁物相的磁化焙烧，被气流夹带的磁化矿粉经磁化旋风分离器气固分离后返回磁化焙烧炉本体，磁化矿粉由磁化焙烧炉本体出料口排出进入还原气冷却器，在多级还原气冷却旋风内热磁化矿粉与室温冷还原气进行气固逆流换热降温，初步冷却降温后的磁化矿粉经过冷却出料阀再进入空气冷却器，在多级空气冷却旋风内热磁化矿粉与室温冷空气进行气固逆流换热完成最终冷却降温，最后进入出料仓存放；
室温还原气由最低一级还原气冷却旋风进入还原气冷却器与热磁化矿粉进行气固逆流换热，换热后的热还原气从最高一级还原气冷却旋风排出并进入磁化焙烧炉本体与氧化矿粉进行磁化焙烧反应，反应后的热还原尾气经磁化旋风分离器气固分离后进入燃烧器燃烧；室温空气由最低一级空气冷却旋风进入空气冷却器与热磁化矿粉进行气固逆流换热，换热后的热空气从最高一级空气冷却旋风排出并进入燃烧器燃烧；磁化旋风分离器排出的热还原尾气和空气冷却器排出的热空气在燃烧器内燃烧，燃烧后的热烟气由氧化焙烧炉本体的底部进气口进入流态化氧化焙烧炉进行菱铁矿相的氧化分解改性，热烟气尾气经氧化旋风分离器气固分离后由最低一级预热旋风进入预热器与室温菱铁矿进行气固逆流换热，最后经过布袋收尘器气分离净化后排放。
优选的，所述菱铁矿粒度范围在0.037-2mm，铁品位TFe为20-50％，原矿中在菱铁矿相中的铁元素分布比15％以上。
优选的，所述氧化焙烧炉内温度为550-700℃，焙烧时间2-15min。
优选的，所述磁化焙烧炉内温度为400-495℃，焙烧时间2-30min。
优选的，还原气包括含CO和H2的高炉煤气、发生炉煤气和重整气中的一中或两种以上。
优选的，所述磁化矿粉经还原气冷却器冷却后的矿粉温度<400℃，经空气冷却器冷却后的矿粉温度<100℃。
与现有菱铁矿磁化焙烧技术相比，本发明的特点和优势为：
(1)通过湍动流化床及尾气旋风分离返料设置，保证了宽粒径范围菱铁矿的充分氧化分解和改性。
(2)基于菱铁矿的充分氧化改性焙烧，磁化焙烧反应温度得以明显降低至400-495℃，低温反应动力学得到显著改善。
(3)磁化矿粉的显热通过原料气换热系统内充分迁移利用，焙烧系统能量平衡得以优化。
附图说明
图1为本发明的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧的系统配置示意图。
附图标记
1、进料仓；2、一级预热旋风；3、布袋收尘器；4、二级预热旋风；5、氧化焙烧炉本体；6、氧化旋风分离器；7、氧化矿出料阀；8、磁化焙烧炉本体；9、磁化旋风分离器；10、一级还原气冷却旋风；11、二级还原气冷却旋风；12、冷却出料阀；13、一级空气冷却旋风；14、二级空气冷却旋风；15、出料仓；16、燃烧器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，所述流态化氧化还原磁化焙烧系统包括进料仓、预热器、流态化氧化焙烧炉、燃烧器、流态化磁化焙烧炉、还原气冷却器、空气冷却器和出料仓，
所述预热器包括两级预热旋风和布袋收尘器3，所述流态化氧化焙烧炉包括氧化焙烧炉本体5、氧化旋风分离器6和氧化出料阀7，所述流态化磁化焙烧炉包括磁化焙烧炉本体8和磁化旋风分离器9，所述还原气冷却器包括两级还原气冷却旋风和冷却出料阀12，所述空气冷却器包括两级空气冷却旋风，其中，进料仓1的出料口与一级预热旋风2的进气口连接，一级预热旋风2的顶部出气口与布袋收尘器3的进气口连接，一级预热旋风2的下部出料口和布袋收尘器3的返料口与二级预热旋风4的进气口连接，二级预热旋风4的进气口与流态化氧化焙烧炉的氧化旋风分离器6的顶部出气口连接，二级预热旋风4的下部出料口与氧化焙烧炉本体5的进料口连接，二级预热旋风4的顶部出气口与一级预热旋风2的进气口连接。
流态化氧化焙烧炉包括氧化焙烧炉本体5、氧化旋风分离器6和氧化出料阀7，氧化焙烧炉本体5的进料口与二级预热旋风4的下部出料口连接，氧化焙烧炉本体5的顶部出气口与氧化旋风分离器6的进气口连接，氧化旋风分离器6的顶部出气口与二级预热旋风4的进气口连接，氧化旋风分离器6的底部出料口与氧化焙烧炉本体5连接，氧化焙烧炉本体5的底部进气口与燃烧器16的出气口连接，氧化焙烧炉本体5的出料口与氧化出料阀7的进料口连接。
流态化磁化焙烧炉包括磁化焙烧炉本体8和磁化旋风分离器9，磁化焙烧炉本体8的进料口与氧化出料阀7的出料口连接，磁化焙烧炉本体8的顶部出气口与磁化旋风分离器9的进气口连接，磁化旋风分离器9的顶部出气口与与燃烧器16的进气口连接，磁化旋风分离器9的下部出料口与磁化焙烧炉本体8连接，磁化焙烧炉本体8的底部进气口与还原气冷却器的一级还原气冷却旋风10的出气口连接，磁化焙烧炉本体8的出料口与还原气冷却器的一级冷却旋风10的进气口连接；
还原气冷却器包括两级还原气冷却旋风和冷却出料阀12，一级还原气冷却旋风10的进气口与磁化焙烧炉本体8的出料口连接，一级还原气冷却旋风10的顶部出气口与磁化焙烧炉本体8的底部进气口连接，一级还原气冷却旋风10的下部出料口与二级还原气冷却旋风11的进气口连接，二级还原气冷却旋风11的下部出料口与冷却出料阀12的进料口连接，二级还原气冷却旋风11的顶部出气口与一级还原气冷却旋风10的进气口连接，冷却出料阀12的出料口与空气冷却器的一级空气冷却旋风13的进气口连接。
空气冷却器包括两级空气冷却旋风，一级空气冷却旋风13的进气口与冷却出料阀12的出料口连接，一级空气冷却旋风13的顶部出气口与燃烧器16的进气口连接，一级空气冷却旋风13的下部出料口与二级空气冷却旋风14的进气口连接，二级空气冷却旋风14的底部出料口与出料仓15的进料口连接，二级空气冷却旋风14的顶部出气口与一级空气冷却旋风13的进气口连接。
还原性气体供气管路与还原气冷却器的最低一级还原气冷却旋风11的进气口连接；
空气供气管路与空气冷却器的最低一级空气冷却旋风14的进气口连接；
出料仓15的进料口与空气冷却器的最低一级空气冷却旋风14的下部出料口连接。
氧化旋风分离器6的下部出料口和氧化焙烧炉本体5的出料口的位置位于不同侧，磁化旋风分离器9的下部出料口和磁化焙烧炉本体8的出料口的位置位于不同侧，即氧化旋风分离器6的下部出料口不与氧化焙烧炉本体5的出料口直接连接，磁化旋风分离器9的下部出料口不与磁化焙烧炉本体8的出料口直接连接，焙烧炉均为湍动流化床。
进一步解释，若氧化焙烧炉本体5的形状为立方体，氧化旋风分离器6的下部出料口和氧化焙烧炉本体5的出料口的位置位于不同侧面；若氧化焙烧炉本体5的形状为圆柱体，氧化旋风分离器6的下部出料口和氧化焙烧炉本体5的出料口的位置位于柱体的外侧面，且氧化旋风分离器6的下部出料口和氧化焙烧炉本体5的出料口的圆心夹角大于45度。
若磁化焙烧炉本体8的形状为立方体，磁化旋风分离器9的下部出料口和磁化焙烧炉本体8的出料口的位置位于不同侧面；若磁化焙烧炉本体8的形状为圆柱体，磁化旋风分离器9的下部出料口和磁化焙烧炉本体8的出料口的位置位于柱体的外侧面，且磁化旋风分离器9的下部出料口和磁化焙烧炉本体8的出料口的圆心夹角大于45度。
采用惰性氮气作为所述氧化出料阀7和冷却出料阀12内的物料松动气。
在该实施例中，预热旋风、还原气冷却旋风和空气冷却旋风的(个)级数可以根据需要而进行变更，此处的列出的结构仅为本发明的一个较好的实现。
实施例2
采用上述菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统进行菱铁矿流态化焙烧方法如下：
菱铁矿经进料仓储存并进入预热器，在多级预热旋风内矿粉与流态化氧化焙烧炉热烟气尾气进行气固逆流换热升温，升温后的热矿粉进入氧化焙烧炉本体，与热烟气反应进行氧化分解改性，被气流夹带的氧化矿粉经氧化旋风分离器气固分离后返回氧化焙烧炉本体，氧化矿粉由氧化焙烧炉本体出料口排出，再经氧化出料阀进入磁化焙烧炉本体与热还原气进行含铁物相的磁化焙烧，被气流夹带的磁化矿粉经磁化旋风分离器气固分离后返回磁化焙烧炉本体，磁化矿粉由磁化焙烧炉本体出料口排出进入还原气冷却器，在多级还原气冷却旋风内热磁化矿粉与室温冷还原气进行气固逆流换热降温，初步冷却降温后的磁化矿粉经过冷却出料阀再进入空气冷却器，在多级空气冷却旋风内热磁化矿粉与室温冷空气进行气固逆流换热完成最终冷却降温，最后进入出料仓存放；
室温还原气由最低一级还原气冷却旋风进入还原气冷却器与热磁化矿粉进行气固逆流换热，换热后的热还原气从最高一级还原气冷却旋风排出并进入磁化焙烧炉本体与氧化矿粉进行磁化焙烧反应，反应后的热还原尾气经磁化旋风分离器气固分离后进入燃烧器燃烧；室温空气由最低一级空气冷却旋风进入空气冷却器与热磁化矿粉进行气固逆流换热，换热后的热空气从最高一级空气冷却旋风排出并进入燃烧器燃烧；磁化旋风分离器排出的热还原尾气和空气冷却器排出的热空气在燃烧器内燃烧，燃烧后的热烟气由氧化焙烧炉本体的底部进气口进入流态化氧化焙烧炉进行菱铁矿相的氧化分解改性，热烟气尾气经氧化旋风分离器气固分离后由最低一级预热旋风进入预热器与室温菱铁矿进行气固逆流换热，最后经过布袋收尘器气分离净化后排放。
实施例3
采用本发明处理铁品位TFe为25.3％，含菱铁矿相中铁元素分布占全铁的56.9％，粒度在0.037-2mm，其中-0.074mm占50％。矿粉中其它铁氧化物以赤褐铁矿相Fe2O3存在。
首先粉矿由料仓进入两级旋风预热器与氧化炉尾气换热升温，再进入流化床氧化焙烧炉内650℃温度、燃烧器产出的热烟气气氛下煅烧10min。在流化床氧化焙烧炉内菱铁矿充分分解和氧化改性。随后通过氧化矿出料阀进入流化床磁化焙烧炉，在475℃与预热的发生炉煤气进行磁化还原焙烧20min。发生炉煤气成分为20％CO+11％CO2+17％H2+1％CH4+48％N2+3％H2O。还原矿中的Fe2O3物相被还原为强磁Fe3O4。热还原矿首先通过两级还原气冷却旋风直接换热降温至370℃，冷却介质为室温发生炉煤气。随后进入两级空气冷却旋风直接换热降温至85℃，冷却介质为室温空气。最后排出系统进入出料仓。
检测冷却焙烧矿经二次磨矿物相解离后1200Oe弱磁选，可以分离得到精矿铁产品铁品位TFe 62.6％、收率87.8％的良好指标。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，其特征在于：所述流态化氧化还原磁化焙烧系统包括进料仓、预热器、流态化氧化焙烧炉、燃烧器、流态化磁化焙烧炉、还原气冷却器、空气冷却器和出料仓，其中，
所述预热器包括多级预热旋风和布袋收尘器(3)，所述流态化氧化焙烧炉包括氧化焙烧炉本体(5)、氧化旋风分离器(6)和氧化出料阀(7)，所述流态化磁化焙烧炉包括磁化焙烧炉本体(8)和磁化旋风分离器(9)，所述还原气冷却器包括多级还原气冷却旋风和冷却出料阀(12)，所述空气冷却器包括多级空气冷却旋风，其中，
所述进料仓(1)的出料口与最高一级预热旋风的进气口连接，最高一级预热旋风的顶部出气口与布袋收尘器(3)的进气口连接，所述最高一级预热旋风的下部出料口和布袋收尘器(3)的返料口均与次高一级预热旋风的进气口连接，所述最低一级预热旋风的进气口与流态化氧化焙烧炉的氧化旋风分离器(6)的顶部出气口连接，所述最低一级预热旋风的下部出料口与氧化焙烧炉本体(5)的进料口连接；
所述氧化焙烧炉本体(5)的进料口与最低一级预热旋风的下部出料口连接，所述氧化焙烧炉本体(5)的顶部出气口与氧化旋风分离器(6)的进气口连接，所述氧化旋风分离器(6)的顶部出气口与最低一级预热旋风的进气口连接，所述氧化旋风分离器(6)的底部出料口与氧化焙烧炉本体(5)连接，所述氧化焙烧炉本体(5)的底部进气口与燃烧器(16)的出气口连接，所述氧化焙烧炉本体(5)的出料口与氧化出料阀(7)的进料口连接；
所述磁化焙烧炉本体(8)的进料口与氧化出料阀(7)的出料口连接，所述磁化焙烧炉本体(8)的顶部出气口与磁化旋风分离器(9)的进气口连接，所述磁化旋风分离器(9)的顶部出气口与与燃烧器(16)的进气口连接，所述磁化旋风分离器(9)的下部出料口与磁化焙烧炉本体(8)连接，所述磁化焙烧炉本体(8)的底部进气口与还原气冷却器的最高一级还原气冷却旋风的出气口连接，所述磁化焙烧炉本体(8)的出料口与还原气冷却器的最高一级冷却旋风的进气口连接；
最高一级还原气冷却旋风的进气口与磁化焙烧炉本体(8)的出料口连接，所述最高一级还原气冷却旋风的顶部出气口与磁化焙烧炉本体(8)的底部进气口连接，所述最低一级还原气冷却旋风的下部出料口与冷却出料阀(12)的进料口连接，所述冷却出料阀(12)的出料口与空气冷却器的最高一级空气冷却旋风的进气口连接；
最高一级空气冷却旋风的进气口与冷却出料阀(12)的出料口连接，所述最高一级空气冷却旋风的顶部出气口与燃烧器(16)的进气口连接，最低一级空气冷却旋风的底部出料口与出料仓(15)的进料口连接；
还原性气体供气管路与还原气冷却器的最低一级还原气冷却旋风的进气口连接；
空气供气管路与空气冷却器的最低一级空气冷却旋风的进气口连接；
所述出料仓(15)的进料口与空气冷却器的最低一级空气冷却旋风的下部出料口连接。
2.根据权利要求1所述的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，其特征在于：
所述预热器、还原气冷却器和空气冷却器，各自均包括多级旋风，各级旋风顺序串联连接；
当级数为两级时，一级旋风的下部出料口与二级旋风的进气口连接，二级旋风的顶部出气口与一级旋风的进气口连接；
当级数为两级以上时，高一级旋风的下部出料口与低一级旋风的进料口连接，低一级旋风的顶部出气口与高一级旋风的进气口连接。
3.根据权利要求1所述的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，其特征在于：
所述氧化旋风分离器(6)的下部出料口和氧化焙烧炉本体(5)的出料口的位置位于不同侧，磁化旋风分离器(9)的下部出料口和磁化焙烧炉本体(8)的出料口的位置位于不同侧，焙烧炉均为湍动流化床。
4.根据权利要求1所述的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，其特征在于：
所述氧化出料阀(7)内的物料松动气包括惰性氮气和\或空气，所述冷却出料阀(12)内的物料松动气包括惰性氮气和\或还原气。
5.根据权利要求4所述的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统，其特征在于：所述还原气包括含CO和H2的高炉煤气、发生炉煤气和重整气中的一种或两种以上。
6.一种利用权利要求1-5任一所述的菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧方法，包括：
菱铁矿经进料仓储存并进入预热器，在多级预热旋风内矿粉与流态化氧化焙烧炉热烟气尾气进行气固逆流换热升温，升温后的热矿粉进入氧化焙烧炉本体，与热烟气反应进行氧化分解改性，被气流夹带的氧化矿粉经氧化旋风分离器气固分离后返回氧化焙烧炉本体，氧化矿粉由氧化焙烧炉本体出料口排出，再经氧化出料阀进入磁化焙烧炉本体与热还原气进行含铁物相的磁化焙烧，被气流夹带的磁化矿粉经磁化旋风分离器气固分离后返回磁化焙烧炉本体，磁化矿粉由磁化焙烧炉本体出料口排出进入还原气冷却器，在多级还原气冷却旋风内热磁化矿粉与室温冷还原气进行气固逆流换热降温，初步冷却降温后的磁化矿粉经过冷却出料阀再进入空气冷却器，在多级空气冷却旋风内热磁化矿粉与室温冷空气进行气固逆流换热完成最终冷却降温，最后进入出料仓存放；
室温还原气由最低一级还原气冷却旋风进入还原气冷却器与热磁化矿粉进行气固逆流换热，换热后的热还原气从最高一级还原气冷却旋风排出并进入磁化焙烧炉本体与氧化矿粉进行磁化焙烧反应，反应后的热还原尾气经磁化旋风分离器气固分离后进入燃烧器燃烧；室温空气由最低一级空气冷却旋风进入空气冷却器与热磁化矿粉进行气固逆流换热，换热后的热空气从最高一级空气冷却旋风排出并进入燃烧器燃烧；磁化旋风分离器排出的热还原尾气和空气冷却器排出的热空气在燃烧器内燃烧，燃烧后的热烟气由氧化焙烧炉本体的底部进气口进入流态化氧化焙烧炉进行菱铁矿相的氧化分解改性，热烟气尾气经氧化旋风分离器气固分离后由最低一级预热旋风进入预热器与室温菱铁矿进行气固逆流换热，最后经过布袋收尘器气分离净化后排放。
7.根据权利要求6所述的焙烧方法，其特征在于：菱铁矿粒度范围在0.037-2mm，铁品位TFe为20-50％，原矿中在菱铁矿相中的铁元素分布比15％以上。
8.根据权利要求6所述的焙烧方法，其特征在于：所述氧化焙烧炉内温度为550-700℃，焙烧时间2-15min，所述磁化焙烧炉内温度为400-495℃，焙烧时间2-30min。
9.根据权利要求6所述的焙烧方法，其特征在于：所述还原气包括含CO和H2的高炉煤气、发生炉煤气和重整气中的一种或两种以上。
10.根据权利要求6所述的焙烧方法，其特征在于：所述磁化矿粉经还原气冷却器冷却后的矿粉温度<400℃，经空气冷却器冷却后的矿粉温度<100℃。
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