CN111604162A - 一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统及方法 - Google Patents

一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统及方法 Download PDF

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    • C22B1/02—Roasting processes
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Abstract

一种难选铁矿石干磨干选‑悬浮焙烧‑分选系统及方法，系统括高压辊磨机、第一干式立磨机、给料仓、文丘里干燥器、第一旋风预热器、第二旋风预热器、预氧化悬浮焙烧炉、热分离旋风筒、悬浮还原焙烧炉、收集仓、第二干式立磨机、第一气力输送泵、收尘器、第一干式磁选机和第二干式磁选机；方法为：(1)将难选铁矿石破碎、磨细；(2)粉矿输送到文丘里干燥器；(3)文丘里干燥器内脱水；(4)粉矿经预热后进入预氧化悬浮焙烧炉；(5)预氧化焙烧后进入悬浮还原焙烧炉；(6)还原焙烧；(7)还原渣粉经冷却后进入收集仓；(8)经磨矿后风力分级；(9)二次粉矿进行两段二段干式磁选。本发明的系统及方法对不同类型难选铁矿石的适应性强，处理能力大，适合大规模工业生产。

Description

一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统及方法
技术领域
本发明属于选矿技术领域，特别涉及一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统及方法。
背景技术
细粒赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿难以通过传统的磁选和浮选等选矿方法分选回收(称为难选铁矿石)，褐铁矿和菱铁矿夹杂在矿浆中会严重恶化整个选矿体系的分选效果，从而造成分选效率低，金属流失量大；如何高效利用难选铁矿，减少铁矿资源的浪费，提高铁矿石资源供给能力具有重要意义。
专利CN201710289159.3公开一种复杂难选混合型铁矿石的磁化焙烧方法，提出将菱铁矿含量高的混合型铁矿石与菱铁矿含量低或不含菱铁矿的混合型铁矿石按比例分层布料在隧道窑中焙烧，或混匀后在还原气氛的回转窑里焙烧，隧道窑试验采用箱式电阻炉模拟，最终获得TFe品位55～57％，铁回收率82％左右的铁精矿；但该方法需要用到高菱铁矿含量的铁矿石与其它混合型铁矿石进行1:1布料或混合，而且采用箱式电阻炉模拟隧道窑进行试验仅为实验室试验，存在配料要求高、工业化困难、适应性不强和焙烧产品质量不均匀等问题。
专利CN201810355703.4公开一种基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，提出将原矿分级后，粉矿经闪速焙烧，块矿经竖炉或回转窑焙烧后预选抛废再磨，所有焙烧产品再进行“磁选-磨矿-磁选”，最终获得TFe品位60～62％，铁回收率83～85％的铁精矿；但该方法需要将块矿和粉矿分级并分开焙烧，而焙烧后的块矿最后仍然需要磨矿并与粉矿合起来进行分选，存在块矿采用还原气焙烧时间长(7.0～7.5h)，竖炉或回转窑焙烧效率低，流程一致性差等问题。
目前最迫切的问题是研发能够实现各类型难选铁矿石高效分选的设备和方法，并实现大规模工业化生产，研究高效处理难选铁矿石的工业化设备，是实现难选铁矿高效利用的关键。
发明内容
针对现有难选铁矿石高效分选技术工艺存在的效率低、适应性差、工业化生产困难等技术问题，本发明提供一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统及方法，将干磨干选、悬浮焙烧氧化还原和两段干式磁选进行组合，在高效利用难选铁矿石的同时，实现工业化实用效果。
本发明的难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统包括高压辊磨机1、第一干式立磨机2、给料仓3、文丘里干燥器6、第一旋风预热器7、第二旋风预热器8、预氧化悬浮焙烧炉9、热分离旋风筒11、悬浮还原焙烧炉13、收集仓19、第二干式立磨机21、第一气力输送泵22-1、收尘器30、第一干式磁选机26和第二干式磁选机27；高压辊磨机1的出口与第一干式立磨机2的进料口连通，第一干式立磨机2的出料口与给料仓3的进口相配合，第一干式立磨机2的进气口与第一罗茨鼓风机35装配在一起；给料仓3的出口与螺旋给料机5相对，螺旋给料机5的与文丘里干燥器6的进料口相对；文丘里干燥器6的出料口与第一旋风预热器7的进料口连通，第一旋风预热器7的出料口与第二旋风预热器8的进料口连通，第二旋风预热器8的出料口与预氧化悬浮焙烧炉9下方的进料口连通，预氧化悬浮焙烧炉9底部设有燃烧器和进气口，预氧化悬浮焙烧炉9上部通过管道与热分离旋风筒11的进料口连通，热分离旋风筒11的出料口与第一流动密封阀12的进口连通，第一流动密封阀12的出口与悬浮还原焙烧炉13顶部的进料口连通，悬浮还原焙烧炉13的底部设有多个进气口，多个进气口与一个气体混合罐连通，气体混合罐同时与煤气气源和氮气气源连通；悬浮还原焙烧炉13侧部的出料口与第二流动密封阀15的进口连通，第二流动密封阀15的出口与第一冷却旋风筒16的进料口连通，第一冷却旋风筒16的出料口与第二冷却旋风筒17的进料口连通，第二冷却旋风筒17的出料口与第三冷却旋风筒18的进料口连通，第三冷却旋风筒18的出料口与收集仓19的进口连通；收集仓19的出口与第二干式立磨机21的进料口相配合，第二干式立磨机21的出料口与第一气力输送泵22-1的进料口相对，第一气力输送泵22-1和第二干式立磨机分别与第二罗茨鼓风机32装配在一起；第一气力输送泵22-1的出料口与风力选粉机23的进料口连通，风力选粉机23的溢流口与除尘器25的进料口连通；除尘器25的出料口与第一干式磁选机26相对，第一干式磁选机26的精矿出口与第二干式磁选机27的进料口相对；第一旋风预热器7的出气口与收尘器30的进气口连通，收尘器30的出气口与引风机33连通。
上述装置中，给料仓3和螺旋给料机5之间设有失重式给料机4，失重式给料机4分别与给料仓3的出口和螺旋给料机5的进料端相对。
上述装置中，收尘器30的出料口与空气斜槽31相对，空气斜槽31的出料口与第二气力输送泵22-2的进料口相对，第二气力输送泵22-2的出气口与热分离旋风筒11的进料口连通，第二气力输送泵22-2与第二罗茨鼓风机32装配在一起；热分离旋风筒11的出气口与第二旋风预热器8的进料口连通；第二旋风预热器8的出气口通过管道与文丘里干燥器6底部的进气口连通，该管道上设有第二辅助燃烧器10-3和第三灰斗阀门36-3，第二辅助燃烧器10-3与煤气气源连通。
上述装置中，悬浮还原焙烧炉13顶部设有排气口与旋风分离器14底部进料口连通，旋风分离器14的出气口与预氧化悬浮焙烧炉9下部的进料口连通，旋风分离器14的出料口与悬浮还原焙烧炉13顶部的第二进料口连通。
上述装置中，第三冷却旋风筒18的出气口与第二冷却旋风筒17的进料口连通；第二冷却旋风筒17的出气口通过管道与第一冷却旋风筒16的进料口连通，该管道上设有第一灰斗阀门36-1；第一冷却旋风筒16的出气口通过管道与预氧化悬浮焙烧炉9底部的进气口连通，该管道上设有第二灰斗阀门36-2；第三冷却旋风筒18的进气口设有空气管道37-3用于通入空气。
上述装置中，预氧化悬浮焙烧炉9底部设有的燃烧器由主燃烧器10-1和第一辅助燃烧器10-2组成，主燃烧器10-1和第一辅助燃烧器10-2分别与煤气气源连通。
上述装置中，引风机33的出口与烟囱34连通。
上述装置中，第一干式磁选机26和第二干式磁选机27的放料口均与尾矿收集槽29相对。
上述装置中，第二干式磁选机27的出料口与精矿收集槽28相对。
上述装置中，收集仓19与第二干式立磨机21之间设有密封刮板输送机20，密封刮板输送机20分别与收集仓19的出口和第二干式立磨机21的进口相配合；风力选粉机23的放料口与斗式提升机24的进口相配合，斗式提升机24的出口与密封刮板输送机20相配合。
上述装置中，预氧化悬浮焙烧炉9、悬浮还原焙烧炉13、除尘器25和收尘器30装配有电偶测温装置和压力传感器用于检测温度和压力。
上述装置中，第一冷却旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17装配有电偶测温装置和压力传感器用于检测温度和压力。
本发明的难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选方法是采用上述系统，按以下步骤进行：
1、将难选铁矿石用高压辊磨机1破碎至粒径≤2mm，然后放入第一干式立磨机2内；在开启第一罗茨鼓风机35的条件下，干式立磨机2将物料磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量的60～70％，获得粉矿后输送到给料仓3中；所述的难选铁矿石按质量百分比TFe 30～35％；
2、给料仓3中的粉矿通过螺旋给料机5连续输送到文丘里干燥器6内；
3、启动引风机33，使收尘器30、第一旋风预热器7、第二旋风预热器8、文丘里干燥器6、热分离旋风筒11和预氧化悬浮焙烧炉9内产生负压；向文丘里干燥器6内通入燃烧烟气，燃烧烟气与粉矿混合，脱除粉矿的吸附水；控制文丘里干燥器6的出料口的物料温度为130～140℃；
4、燃烧烟气和脱除吸附水的粉矿从文丘里干燥器6进入第一旋风预热器7，经旋风分离后的固体物料进入第二旋风预热器8，经二次旋风分离后的固体物料在第二旋风预热器8内被预热至450～550℃，然后进入预氧化悬浮焙烧炉9；
5、启动燃烧器将通入的煤气燃烧生成高温烟气进入预氧化悬浮焙烧炉9，同时通过进气口向预氧化悬浮焙烧炉9通入空气，在气流以及负压作用下，预氧化悬浮焙烧炉9内的固体物料处于悬浮状态，并被加热至700～750℃进行预氧化焙烧去除吸附水；预氧化焙烧后的全部物料随气流从预氧化悬浮焙烧炉9上部排出，进入热分离旋风筒11；经旋风分离后的固体物料作为氧化渣粉，从热分离旋风筒11排出，经第一流动密封阀12进入悬浮还原焙烧炉13；
6、从悬浮还原焙烧炉13底部通入煤气和氮气，氧化渣粉在气流以及负压作用下处于悬浮状态，并在600～650℃进行还原焙烧，弱磁性Fe2O3经还原生成强磁性的Fe3O4，还原焙烧后的固体物料作为还原渣粉，从悬浮还原焙烧炉13侧部排出；
7、从悬浮还原焙烧炉13排出的还原渣粉进入第二流动密封阀15后，再依次经过第一冷却旋风筒16、第二冷却旋风筒17和第三冷却旋风筒18后，降温至≤100℃进入收集仓19；
8、在开启第二罗茨鼓风机32的条件下，收集仓19内的还原渣粉输送至第二干式立磨机21，经干式磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量≥80％，然后传输到第一气力输送泵22-1，再输送至风力选粉机23；通过风力选粉机23进行风力分级，风力分级获得的溢流为粒径-0.074mm的部分占总质量≥85％的二次粉矿；
9、将二次粉矿输送到除尘器25进行除尘后，再输送到第一干式磁选机26进行一段干式磁选，获得的一段精矿输送至第二干式磁选机27进行二段干式磁选，获得的二段精矿作为铁精矿。
上述的方法中，给料仓3内的粉矿通过失重式给料机4连续输送到螺旋给料机5。
上述的方法中，粉矿进入第一旋风预热器7后，分离出的气体从第一旋风预热器7排出后进入收尘器30，经除尘后的气体进入引风机33；除尘产生的粉尘排出后，经空气斜槽31进入第二气力输送泵22-2；通过第二罗茨鼓风机32向第二气力输送泵22-2吹入空气，将第二气力输送泵22-2内的粉尘输送到热分离旋风筒11；热分离旋风筒11在旋风分离过程中分离出的气体通入第二旋风预热器8；第二旋风预热器8在旋风分离过程中分离出的气体通过管道通入文丘里干燥器6，该管道上设置的第二辅助燃烧器10-3同时向文丘里干燥器6内通入燃烧烟气，该管道上设置的第三灰斗阀门36-3用于除灰。
上述方法中，悬浮还原焙烧炉13在还原焙烧过程中产生气体从顶部的排气口通入旋风分离器14；旋风分离器14分离出的粉尘通过悬浮还原焙烧炉13顶部的第二进料口返回悬浮还原焙烧炉13，分离出的气体通入预氧化悬浮焙烧炉9下部的进料口。
上述方法中，第三冷却旋风筒18在旋风分离过程中分离的气体通入第二冷却旋风筒17的进料口；第二冷却旋风筒17在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入第一冷却旋风筒16的进料口，该管道上设置的第一灰斗阀门36-1用于除灰；第一冷却旋风筒16在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入预氧化悬浮焙烧炉9底部的进气口，该管道上设置的第二灰斗阀门36-2用于除灰；同时通过第三冷却旋风筒18的进气口连接的空气管道37-3通入空气。
上述方法中，预氧化悬浮焙烧炉9底部设置的燃烧器由主燃烧器10-1和第一辅助燃烧器10-2组成，分别通过煤气管道37-1通入煤气。
上述方法中，悬浮还原焙烧炉13的多个进气口连通的气体混合罐通过煤气管道37-1和氮气管道37-2分别通入煤气和氮气。
上述方法中，引风机33排出的气体通过烟囱34排放。
上述方法中，收集仓19内的还原渣粉放入密封刮板输送机20，然后输送到第二干式立磨机21；风力分级后的沉砂输送到斗式提升机24，经斗式提升机24输送到密封刮板输送机20。
上述方法中，一段干式磁选和二段干式磁选产生的一段尾矿和二段尾矿放入尾矿收集器29，二段干式磁选机产生的铁精矿进入精矿收集器28。
上述方法中，分别通过预氧化悬浮焙烧炉9、悬浮还原焙烧炉13、除尘器25和收尘器30装配的电偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
上述方法中，分别通过第一旋风筒16、第二冷却旋风筒17和第三冷却旋风筒18装配的偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
上述方法中，脱除粉矿的吸附水时的主要反应式为：
mFe2O3·nH2O＝mFe2O3+nH2O、
3FeCO3＝Fe3O4+CO+2CO2和
3Fe2O3+CO＝Fe3O4+CO2。
上述方法中，粉矿在预氧化悬浮焙烧炉内的停留时间为5～15min。
上述方法中，煤气的通入量按煤气中H2/CO与粉矿中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.1～1.3倍通入，完全反应所依据的反应式为：
Fe2O3+H2/CO＝Fe2O3+CO2/H2O。
上述方法中，煤气在还原焙烧炉内的体积浓度为30～40％。
上述方法中，氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为30～60min。
上述方法中，一段干式磁选时的磁场强度为1200～1500Oe，二段干磁选时的磁场强度为1000～1200Oe。
上述方法中，铁精矿按质量百分比TFe 64～66％。
上述方法中，铁的回收率86～89％。
本发明的系统及方法与当前难选铁矿的传统选矿工艺和焙烧工艺相比具有传热传质效率高，对不同类型难选铁矿石的适应性强，处理能力大，适合大规模工业生产等优点。
附图说明
图1为本发明实施例中的难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统结构示意图；
图中，1、高压辊磨机，2、第一干式立磨机，3、给料仓，4、失重式给料机，5、螺旋给料器，6、文丘里干燥器，7、第一旋风预热器，8、第二旋风预热器，9、预氧化悬浮焙烧炉，10-1、主燃烧器，10-2、第一辅助燃烧器，10-3、第二辅助燃烧器，11、热分离旋风筒，12、第一流动密封阀，13、悬浮焙烧还原器，14、旋风分离器，15、第二流动密封阀，16、第一冷却旋风筒，17、第二冷却旋风筒，18、第三冷却旋风筒，19、收集仓，20、密封刮板输送机，21、第二干式立磨机，22-1、第一气力输送泵，22-2、第二气力输送泵，23、风力选粉机，24、斗式提升机，25、除尘器，26、一段干式磁选机，27、二段干式磁选机，28、精矿收集槽，29、尾矿收集槽，30、收尘器，31、空气斜槽，32、第二罗茨鼓风机，33、引风机，34、烟囱，35、第一罗茨鼓风机，36-1、第一灰斗阀门，36-2、第二灰斗阀门，36-3、第三灰斗阀门，37-1、煤气管道，37-2、氮气管道，37-3、空气管道；
图2为本发明实施例中的流动密封阀结构原理示意图。
具体实施方式
本发明实施例中的难选铁矿石按质量百分比TFe 30～38％，SiO2 30～40％。
本发明实施例中采用的失重式给料机、螺旋给料机和文丘里干燥器为市购产品。
本发明实施例中采用的密封刮板输送机、灰斗阀门、空气斜槽、气力输送泵、斗式提升机和风力选粉机为市购产品。
本发明实施例中采用的第一冷却旋风筒、第二冷却旋风筒、第三冷却旋风筒、第一旋风预热器和第二旋风预热器均为市购旋风分离器。
本发明实施例中采用的收尘器为市购电除尘器。
本发明实施例中采用的除尘器为市购布袋除尘器。
本发明实施例中采用的流动密封阀结构原理如图2所示，流动密封阀内部设有挡板将流动密封阀内部分隔为进料室和出料室，挡板的顶边和侧边与流动密封阀内部固定连接，挡板的底边与流动密封阀的底部之间有间隙作为水平通道；进料室侧壁上设有进料口，出料室侧壁上设有出料口，进料口和出料口均位于挡板底边的上方，且进料口高于出料口；进料室底板上设有松动风入口与进气管道1连通，出料室底板上设有流化风入口与进气管道2连通；进气管道1和进气道管2分别与气源连通。
本发明实施例中流动密封阀的工作方法为：从进料口进入的固体物料逐渐累积，当固体物料将水平通道封闭时，通过进气管道1向进料室通入气体作为松动风，通过进气管道2向出料室通入气体作为流化风，使进料室内的固体物料在气流作用下向出料室运动；随着固体物料在进料室和出料室内逐渐累积，当出料室内的固体物料顶面升高到出料口的位置时，在气流作用下，出料室内的固体物料从出料口排出。
本发明实施例中气管道1和进气管道2分别与氮气气源连通，采用氮气作为松动风和流化风。
本发明实施例中预氧化悬浮焙烧炉9、悬浮还原焙烧炉13、除尘器25和收尘器30装配有电偶测温装置和压力传感器用于检测温度和压力。
本发明实施例中第一冷却旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17装配有电偶测温装置和压力传感器用于检测温度和压力。
本发明实施例中分别通过预氧化悬浮焙烧炉9、悬浮还原焙烧炉13、除尘器25和收尘器30装配的电偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
本发明实施例中分别通过第一旋风筒16、第二冷却旋风筒17和第三冷却旋风筒18装配的偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统结构如图1所示，包括高压辊磨机1、第一干式立磨机2、给料仓3、文丘里干燥器6、第一旋风预热器7、第二旋风预热器8、预氧化悬浮焙烧炉9、热分离旋风筒11、悬浮还原焙烧炉13、收集仓19、第二干式立磨机21、第一气力输送泵22-1、收尘器30、第一干式磁选机26和第二干式磁选机27；
高压辊磨机1的出口与第一干式立磨机2的进料口连通，第一干式立磨机2的出料口与给料仓3的进口相配合，第一干式立磨机2的进气口与第一罗茨鼓风机35装配在一起；给料仓3和螺旋给料机5之间设有失重式给料机4，失重式给料机4分别与给料仓3的出口和螺旋给料机5的进料端相对，螺旋给料机5的与文丘里干燥器6的进料口相对；
文丘里干燥器6的出料口与第一旋风预热器7的进料口连通，第一旋风预热器7的出料口与第二旋风预热器8的进料口连通，第二旋风预热器8的出料口与预氧化悬浮焙烧炉9下方的进料口连通，预氧化悬浮焙烧炉9底部设有燃烧器和进气口，预氧化悬浮焙烧炉9上部通过管道与热分离旋风筒11的进料口连通，热分离旋风筒11的出料口与第一流动密封阀12的进口连通，第一流动密封阀12的出口与悬浮还原焙烧炉13顶部的进料口连通，悬浮还原焙烧炉13的底部设有多个进气口，多个进气口与一个气体混合罐连通，气体混合罐同时与煤气气源和氮气气源连通；悬浮还原焙烧炉13侧部的出料口与第二流动密封阀15的进口连通，第二流动密封阀15的出口与第一冷却旋风筒16的进料口连通，第一冷却旋风筒16的出料口与第二冷却旋风筒17的进料口连通，第二冷却旋风筒17的出料口与第三冷却旋风筒18的进料口连通，第三冷却旋风筒18的出料口与收集仓19的进口连通；
收集仓19与第二干式立磨机21之间设有密封刮板输送机20，密封刮板输送机20分别与收集仓19的出口和第二干式立磨机21的进口相配合；风力选粉机23的放料口与斗式提升机24的进口相配合，斗式提升机24的出口与密封刮板输送机20相配合；第二干式立磨机21的出料口与第一气力输送泵22-1的进料口相对，第一气力输送泵22-1和第二干式立磨机分别与第二罗茨鼓风机32装配在一起；第一气力输送泵22-1的出料口与风力选粉机23的进料口连通，风力选粉机23的溢流口与除尘器25的进料口连通；
除尘器25的出料口与第一干式磁选机26相对，第一干式磁选机26的精矿出口与第二干式磁选机27的进料口相对；第一旋风预热器7的出气口与收尘器30的进气口连通，收尘器30的出气口与引风机33连通；
收尘器30的出料口与空气斜槽31相对，空气斜槽31的出料口与第二气力输送泵22-2的进料口相对，第二气力输送泵22-2的出气口与热分离旋风筒11的进料口连通，第二气力输送泵22-2与第二罗茨鼓风机32装配在一起；热分离旋风筒11的出气口与第二旋风预热器8的进料口连通；第二旋风预热器8的出气口通过管道与文丘里干燥器6底部的进气口连通，该管道上设有第二辅助燃烧器10-3和第三灰斗阀门36-3，第二辅助燃烧器10-3与煤气气源连通；
悬浮还原焙烧炉13顶部设有排气口与旋风分离器14底部进料口连通，旋风分离器14的出气口与预氧化悬浮焙烧炉9下部的进料口连通，旋风分离器14的出料口与悬浮还原焙烧炉13顶部的第二进料口连通；
第三冷却旋风筒18的出气口与第二冷却旋风筒17的进料口连通；第二冷却旋风筒17的出气口通过管道与第一冷却旋风筒16的进料口连通，该管道上设有第一灰斗阀门36-1；第一冷却旋风筒16的出气口通过管道与预氧化悬浮焙烧炉9底部的进气口连通，该管道上设有第二灰斗阀门36-2；第三冷却旋风筒18的进气口设有空气管道37-3用于通入空气；
预氧化悬浮焙烧炉9底部设有的燃烧器由主燃烧器10-1和第一辅助燃烧器10-2组成，主燃烧器10-1和第一辅助燃烧器10-2分别与煤气气源连通；
引风机33的出口与烟囱34连通；
第一干式磁选机26和第二干式磁选机27的放料口均与尾矿收集槽29相对；第二干式磁选机27的出料口与精矿收集槽28相对；
采用的难选铁矿石按质量百分比TFe 32.81％，SiO2 34％；方法为：
将难选铁矿石用高压辊磨机1破碎至粒径≤2mm，然后放入第一干式立磨机2内；在开启第一罗茨鼓风机35的条件下，干式立磨机2将物料磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量的60％，获得粉矿后输送到给料仓3中；
给料仓3内的粉矿通过失重式给料机4连续输送到螺旋给料机5，通过螺旋给料机5连续输送到文丘里干燥器6内；
启动引风机33，使收尘器30、第一旋风预热器7、第二旋风预热器8、文丘里干燥器6、热分离旋风筒11和预氧化悬浮焙烧炉9内产生负压；向文丘里干燥器6内通入燃烧烟气，燃烧烟气与粉矿混合，脱除粉矿的吸附水；控制文丘里干燥器6的出料口的物料温度为130℃；
燃烧烟气和脱除吸附水的粉矿从文丘里干燥器6进入第一旋风预热器7，经旋风分离后的固体物料进入第二旋风预热器8，经二次旋风分离后的固体物料在第二旋风预热器8内被预热至450℃，然后进入预氧化悬浮焙烧炉9；
粉矿进入第一旋风预热器7后，分离出的气体从第一旋风预热器7排出后进入收尘器30，经除尘后的气体进入引风机33；引风机33排出的气体通过烟囱34排放；
除尘产生的粉尘排出后，经空气斜槽31进入第二气力输送泵22-2；通过第二罗茨鼓风机32向第二气力输送泵22-2吹入空气，将第二气力输送泵22-2内的粉尘输送到热分离旋风筒11；热分离旋风筒11在旋风分离过程中分离出的气体通入第二旋风预热器8；第二旋风预热器8在旋风分离过程中分离出的气体通过管道通入文丘里干燥器6，该管道上设置的第二辅助燃烧器10-3同时向文丘里干燥器6内通入燃烧烟气，该管道上设置的第三灰斗阀门36-3用于除灰；
启动燃烧器将通入的煤气燃烧生成高温烟气进入预氧化悬浮焙烧炉9，同时通过进气口向预氧化悬浮焙烧炉9通入空气，在气流以及负压作用下，预氧化悬浮焙烧炉9内的固体物料处于悬浮状态，并被加热至700℃进行预氧化焙烧去除吸附水；预氧化焙烧后的全部物料随气流从预氧化悬浮焙烧炉9上部排出，进入热分离旋风筒11；经旋风分离后的固体物料作为氧化渣粉，从热分离旋风筒11排出，经第一流动密封阀12进入悬浮还原焙烧炉13；粉矿在预氧化悬浮焙烧炉内的停留时间为15min；
预氧化悬浮焙烧炉9底部设置的燃烧器由主燃烧器10-1和第一辅助燃烧器10-2组成，分别通过煤气管道37-1通入煤气；
从悬浮还原焙烧炉13底部通入煤气和氮气，氧化渣粉在气流以及负压作用下处于悬浮状态，并在600℃进行还原焙烧，弱磁性Fe2O3经还原生成强磁性的Fe3O4，还原焙烧后的固体物料作为还原渣粉，从悬浮还原焙烧炉13侧部排出；煤气的通入量按煤气中H2/CO与粉矿中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.1倍通入；煤气在还原焙烧炉内的体积浓度为40％；氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为60min；
悬浮还原焙烧炉13的多个进气口连通的气体混合罐通过煤气管道37-1和氮气管道37-2分别通入煤气和氮气；
悬浮还原焙烧炉13在还原焙烧过程中产生气体从顶部的排气口通入旋风分离器14；旋风分离器14分离出的粉尘通过悬浮还原焙烧炉13顶部的第二进料口返回悬浮还原焙烧炉13，分离出的气体通入预氧化悬浮焙烧炉9下部的进料口；
从悬浮还原焙烧炉13排出的还原渣粉进入第二流动密封阀15后，再依次经过第一冷却旋风筒16、第二冷却旋风筒17和第三冷却旋风筒18后，降温至≤100℃进入收集仓19；
第三冷却旋风筒18在旋风分离过程中分离的气体通入第二冷却旋风筒17的进料口；第二冷却旋风筒17在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入第一冷却旋风筒16的进料口，该管道上设置的第一灰斗阀门36-1用于除灰；第一冷却旋风筒16在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入预氧化悬浮焙烧炉9底部的进气口，该管道上设置的第二灰斗阀门36-2用于除灰；同时通过第三冷却旋风筒18的进气口连接的空气管道37-3通入空气；
在开启第二罗茨鼓风机32的条件下，收集仓19内的还原渣粉放入密封刮板输送机20，然后输送到第二干式立磨机21，经干式磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量80％，然后传输到第一气力输送泵22-1，再输送至风力选粉机23；通过风力选粉机23进行风力分级，风力分级获得的溢流为粒径-0.074mm的部分占总质量85％的二次粉矿；风力分级后的沉砂输送到斗式提升机24，经斗式提升机24输送到密封刮板输送机20；
将二次粉矿输送到除尘器25进行除尘后，再输送到第一干式磁选机26进行一段干式磁选，获得的一段精矿输送至第二干式磁选机27进行二段干式磁选，获得的二段精矿作为铁精矿；一段干式磁选时的磁场强度为1200Oe，二段干磁选时的磁场强度为1000Oe；一段干式磁选和二段干式磁选产生的一段尾矿和二段尾矿放入尾矿收集器29，二段干式磁选机产生的铁精矿进入精矿收集器28；
铁精矿按质量百分比铁品位TFe 64.71％，铁的回收率88.59％。
实施例2
系统结构同实施例1；
采用的难选铁矿石按质量百分比TFe 35.62％，SiO2 37％；方法同实施例1，不同点在于：
(1)磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量的65％；
(2)控制文丘里干燥器6的出料口的物料温度为135℃；在第二旋风预热器8内预热至500℃；
(3)预氧化焙烧温度730℃粉矿在预氧化悬浮焙烧炉内的停留时间为10min；
(4)还原焙烧温度620℃进行，煤气的通入量按煤气中H2/CO与粉矿中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.2倍通入；煤气在还原焙烧炉内的体积浓度为35％；氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为40min；
(5)还原渣粉磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量85％；风力分级获得的溢流为粒径-0.074mm的部分占总质量90％的二次粉矿；
(6)一段干式磁选时的磁场强度为1300Oe，二段干磁选时的磁场强度为1100Oe；铁精矿按质量百分比铁品位TFe 65.23％，铁的回收率86.47％。
实施例3
系统结构同实施例1；
采用的难选铁矿石按质量百分比TFe 31.56％，SiO2 33％；方法同实施例1，不同点在于：
(1)磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量的70％；
(2)控制文丘里干燥器6的出料口的物料温度为140℃；在第二旋风预热器8内预热至550℃；
(3)预氧化焙烧温度750℃粉矿在预氧化悬浮焙烧炉内的停留时间为5min；
(4)还原焙烧温度650℃进行，煤气的通入量按煤气中H2/CO与粉矿中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.3倍通入；煤气在还原焙烧炉内的体积浓度为30％；氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为30min；
(5)还原渣粉磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量90％；风力分级获得的溢流为粒径-0.074mm的部分占总质量95％的二次粉矿；
(6)一段干式磁选时的磁场强度为1500Oe，二段干磁选时的磁场强度为1200Oe；铁精矿按质量百分比铁品位TFe 65.25％，铁的回收率87.13％。

Claims (10)

1.一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于包括高压辊磨机、第一干式立磨机、给料仓、文丘里干燥器、第一旋风预热器、第二旋风预热器、预氧化悬浮焙烧炉、热分离旋风筒、悬浮还原焙烧炉、收集仓、第二干式立磨机、第一气力输送泵、收尘器、第一干式磁选机和第二干式磁选机；高压辊磨机的出口与第一干式立磨机的进料口连通，第一干式立磨机的出料口与给料仓的进口相配合，第一干式立磨机的进气口与第一罗茨鼓风机装配在一起；给料仓的出口与螺旋给料机相对，螺旋给料机的与文丘里干燥器的进料口相对；文丘里干燥器的出料口与第一旋风预热器的进料口连通，第一旋风预热器的出料口与第二旋风预热器的进料口连通，第二旋风预热器的出料口与预氧化悬浮焙烧炉下方的进料口连通，预氧化悬浮焙烧炉底部设有燃烧器和进气口，预氧化悬浮焙烧炉上部通过管道与热分离旋风筒的进料口连通，热分离旋风筒的出料口与第一流动密封阀的进口连通，第一流动密封阀的出口与悬浮还原焙烧炉顶部的进料口连通，悬浮还原焙烧炉的底部设有多个进气口，多个进气口与一个气体混合罐连通，气体混合罐同时与煤气气源和氮气气源连通；悬浮还原焙烧炉侧部的出料口与第二流动密封阀的进口连通，第二流动密封阀的出口与第一冷却旋风筒的进料口连通，第一冷却旋风筒的出料口与第二冷却旋风筒的进料口连通，第二冷却旋风筒的出料口与第三冷却旋风筒的进料口连通，第三冷却旋风筒的出料口与收集仓的进口连通；收集仓的出口与第二干式立磨机的进料口相配合，第二干式立磨机的出料口与第一气力输送泵的进料口相对，第一气力输送泵和第二干式立磨机分别与第二罗茨鼓风机装配在一起；第一气力输送泵的出料口与风力选粉机的进料口连通，风力选粉机的溢流口与除尘器的进料口连通；除尘器的出料口与第一干式磁选机相对，第一干式磁选机的精矿出口与第二干式磁选机的进料口相对；第一旋风预热器的出气口与收尘器的进气口连通，收尘器的出气口与引风机连通。
2.根据权利要求1所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于所述的给料仓和螺旋给料机之间设有失重式给料机，失重式给料机分别与给料仓的出口和螺旋给料机的进料端相对。
3.根据权利要求1所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于所述的收尘器的出料口与空气斜槽相对，空气斜槽的出料口与第二气力输送泵的进料口相对，第二气力输送泵的出气口与热分离旋风筒的进料口连通，第二气力输送泵与第二罗茨鼓风机装配在一起；热分离旋风筒的出气口与第二旋风预热器的进料口连通；第二旋风预热器的出气口通过管道与文丘里干燥器底部的进气口连通，该管道上设有第二辅助燃烧器和第三灰斗阀门，第二辅助燃烧器与煤气气源连通。
4.根据权利要求1所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于所述的悬浮还原焙烧炉顶部设有排气口与旋风分离器底部进料口连通，旋风分离器的出气口与预氧化悬浮焙烧炉下部的进料口连通，旋风分离器的出料口与悬浮还原焙烧炉顶部的第二进料口连通。
5.根据权利要求1所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于所述的第三冷却旋风筒的出气口与第二冷却旋风筒的进料口连通；第二冷却旋风筒的出气口通过管道与第一冷却旋风筒的进料口连通，该管道上设有第一灰斗阀门；第一冷却旋风筒的出气口通过管道与预氧化悬浮焙烧炉底部的进气口连通，该管道上设有第二灰斗阀门；第三冷却旋风筒的进气口设有空气管道用于通入空气。
6.根据权利要求1所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于所述的预氧化悬浮焙烧炉底部设有的燃烧器由主燃烧器和第一辅助燃烧器组成，主燃烧器和第一辅助燃烧器分别与煤气气源连通。
7.根据权利要求1所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选系统，其特征在于所述的收集仓与第二干式立磨机之间设有密封刮板输送机，密封刮板输送机分别与收集仓的出口和第二干式立磨机的进口相配合；风力选粉机的放料口与斗式提升机的进口相配合，斗式提升机的出口与密封刮板输送机相配合。
8.一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选方法，其特征在于采用权利要求1所述的系统，按以下步骤进行：
(1)将难选铁矿石用高压辊磨机破碎至粒径≤2mm，然后放入第一干式立磨机内；在开启第一罗茨鼓风机的条件下，干式立磨机将物料磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量的60～70％，获得粉矿后输送到给料仓中；所述的难选铁矿石按质量百分比TFe 30～35％；
(2)给料仓中的粉矿通过螺旋给料机连续输送到文丘里干燥器内；
(3)启动引风机，使收尘器、第一旋风预热器、第二旋风预热器、文丘里干燥器、热分离旋风筒和预氧化悬浮焙烧炉内产生负压；向文丘里干燥器内通入燃烧烟气，燃烧烟气与粉矿混合，脱除粉矿的吸附水；控制文丘里干燥器的出料口的物料温度为130～140℃；
(4)燃烧烟气和脱除吸附水的粉矿从文丘里干燥器进入第一旋风预热器，经旋风分离后的固体物料进入第二旋风预热器，经二次旋风分离后的固体物料在第二旋风预热器内被预热至450～550℃，然后进入预氧化悬浮焙烧炉；
(5)启动燃烧器将通入的煤气燃烧生成高温烟气进入预氧化悬浮焙烧炉，同时通过进气口向预氧化悬浮焙烧炉通入空气，在气流以及负压作用下，预氧化悬浮焙烧炉内的固体物料处于悬浮状态，并被加热至700～750℃进行预氧化焙烧去除吸附水；预氧化焙烧后的全部物料随气流从预氧化悬浮焙烧炉上部排出，进入热分离旋风筒；经旋风分离后的固体物料作为氧化渣粉，从热分离旋风筒排出，经第一流动密封阀进入悬浮还原焙烧炉；
(6)从悬浮还原焙烧炉底部通入煤气和氮气，氧化渣粉在气流以及负压作用下处于悬浮状态，并在600～650℃进行还原焙烧，弱磁性Fe2O3经还原生成强磁性的Fe3O4，还原焙烧后的固体物料作为还原渣粉，从悬浮还原焙烧炉侧部排出；
(7)从悬浮还原焙烧炉排出的还原渣粉进入第二流动密封阀后，再依次经过第一冷却旋风筒、第二冷却旋风筒和第三冷却旋风筒后，降温至≤100℃进入收集仓；
(8)在开启第二罗茨鼓风机的条件下，收集仓内的还原渣粉输送至第二干式立磨机，经干式磨矿至粒径-0.074mm的部分占总质量≥80％，然后传输到第一气力输送泵，再输送至风力选粉机；通过风力选粉机进行风力分级，风力分级获得的溢流为粒径-0.074mm的部分占总质量≥85％的二次粉矿；
(9)将二次粉矿输送到除尘器进行除尘后，再输送到第一干式磁选机进行一段干式磁选，获得的一段精矿输送至第二干式磁选机进行二段干式磁选，获得的二段精矿作为铁精矿。
9.根据权利要求8所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选方法，其特征在于步骤(4)中，粉矿进入第一旋风预热器后，分离出的气体从第一旋风预热器排出后进入收尘器，经除尘后的气体进入引风机；除尘产生的粉尘排出后，经空气斜槽进入第二气力输送泵；通过第二罗茨鼓风机向第二气力输送泵吹入空气，将第二气力输送泵内的粉尘输送到热分离旋风筒；热分离旋风筒在旋风分离过程中分离出的气体通入第二旋风预热器；第二旋风预热器在旋风分离过程中分离出的气体通过管道通入文丘里干燥器，该管道上设置的第二辅助燃烧器同时向文丘里干燥器内通入燃烧烟气，该管道上设置的第三灰斗阀门用于除灰。
10.根据权利要求8所述的一种难选铁矿石干磨干选-悬浮焙烧-分选方法，其特征在于步骤(7)中，第三冷却旋风筒在旋风分离过程中分离的气体通入第二冷却旋风筒的进料口；第二冷却旋风筒在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入第一冷却旋风筒的进料口，该管道上设置的第一灰斗阀门用于除灰；第一冷却旋风筒在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入预氧化悬浮焙烧炉底部的进气口，该管道上设置的第二灰斗阀门用于除灰；同时通过第三冷却旋风筒的进气口连接的空气管道通入空气。
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Application publication date: 20200901

Assignee: Shanghai Fengshi Technology Co.,Ltd.

Assignor: Northeastern University

Contract record no.: X2022210000017

Denomination of invention: A system and method for dry grinding, dry separation, suspension roasting and separation of refractory iron ore

Granted publication date: 20210713

License type: Common License

Record date: 20220606

TR01 Transfer of patent right
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Effective date of registration: 20221108

Address after: 200123 Room 211, Building 21, No. 1158, Central Road, Jiuting Town, Songjiang District, Shanghai

Patentee after: Shanghai Fengshi Technology Co.,Ltd.

Address before: 110819 No. 3 lane, Heping Road, Heping District, Shenyang, Liaoning 11

Patentee before: Northeastern University