CN115537487B - 一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统 - Google Patents

一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统，所述方法为：将干燥球团通过低温竖炉和高温竖炉加热后，再经过回转窑还原、熔分炉熔分等过程得到含钒铁水和高品位钛渣。本发明在回转窑中加入无烟煤或兰炭以及石灰石对球团进行充分还原和脱硫，并在回转窑后设置筛分装置将还原和脱硫过程产生的灰分排出，提高了电炉熔分后钛渣的品位；熔分炉产生的高温烟气在风机作用下通过高温烟道进入回转窑，为还原反应提供部分热量；然后烟气由回转窑尾部进入高温竖炉燃烧为高温竖炉提供热量，最后烟气由高温竖炉顶部进入低温竖炉进行充分燃烧，为低温竖炉提供热量，实现了余热高效利用。

Description

一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统
技术领域
本发明涉及钒冶金化工领域，更具体地讲，涉及一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统。
背景技术
钒、钛是我国重要的战略资源，广泛应用于钢铁、化工、航空航天、军工、电子技术、新能源、海洋、原子能等前沿和战略性新兴领域，其中钒被称为“现代工业的味精”，钛被誉为“第三金属”和“未来金属”，钒钛在国防建设和国民经济发展中的重要作用不可替代。
钒钛主要赋存于钒钛磁铁矿中，钒钛磁铁矿是国际公认的战略矿产，钒钛磁铁矿冶炼主要有两种方法：一种是高炉法，另一种是少用焦炭或是不用焦炭的非高炉炼铁法。高炉法目前是钒钛磁铁矿炼铁生产的主体，经过长期的发展，技术已经非常成熟，但高炉法对冶金焦的依赖较强。随着焦煤资源的日渐贫乏，冶金焦的价格越来越高，增加了高炉法的生产成本。为使炼铁生产彻底摆脱对冶金焦的依赖，开发了非高炉炼铁技术。根据产品为固态铁和液态铁水或半钢，非高炉炼铁技术可分为直接还原法和熔融还原法两大类，探索和推进钒钛磁铁矿冶炼短流程工艺有重大意义，但现阶段的非高炉冶炼工艺仍然存在一定技术短板和现实局限性。
新西兰公司和海威尔德公司均采用原矿直接预还原、电炉熔分工艺生产含钒铁水和钛渣，其产生的含钒铁水与含钛炉渣成分的不同是由于使用原料品位的不同导致的，与冶炼工艺无关。新西兰公司产出的铁水含钒0.42％，含钛炉渣中TiO2含量为33％，而海威尔德公司生产的铁水含钒1.22％，含钛炉渣中TiO2含量为32％。
CN104651561A公开了一种非高炉冶炼钒钛磁铁矿的方法，步骤如下：(1) 钒钛铁精矿选取；(2)还原，采用普通煤为还原剂，(3)将钒钛铁精矿、还原剂、白云石、有机粘结剂在配料室配料；(4)造球及筛分；(5)生球烘干；(6) 快速还原，通过高温还原生产出钒钛还原铁；(7)电炉熔分，按钒钛还原铁重量配加4％-5％冶金兰炭，生产出钛渣和含钒铁水；(8)转炉提钒，只向铁水中吹入氧气，使其中的钒氧化，生成钒渣和铁水。该发明可解决还原温度高、时间长和低温还原阶段的膨胀、粉化问题，但普通煤的灰分、白云石中的钙镁等杂质最后都会进入钛渣中，造成钛渣品位不高，此外，该方法未实现余热的回收利用，造成能源的浪费。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统，是一种非高炉冶炼方法，能够对冶炼过程的余热重复回收利用并能够提高钛渣品位。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种钒钛磁铁矿冶炼方法，所述方法可以包括以下步骤：(1)将钒钛磁铁矿干燥球团通过低温竖炉和高温竖炉加热后，送入回转窑，并向回转窑中加入无烟煤或兰炭以及石灰石，对球团进行还原和脱硫；(2)排出回转窑的金属化球团经与回转窑出口连接的第一下料溜筛筛分后，送入高温烟道进行加热，然后经设置在高温烟道出口的输料螺旋送入熔分炉进行熔分，获得含钒铁水和钛渣。
进一步地，步骤(1)中所述无烟煤或兰炭的加入量为球团质量的1-5％，粒度为3-5mm；石灰石的加入量为球团质量的1-3％，粒度≤3mm。
进一步地，步骤(1)中低温竖炉和高温竖炉的进料方式均采用双料钟下料系统进行下料，双料钟下料系统包括自上而下依次设置的上料仓、小料钟、下料仓以及大料钟，下料过程包括斗提上料时，关闭小料钟，斗提小车将球团卸入上料仓，然后关闭大料钟，开启小料钟，将球团卸入下料仓，然后再关闭小料钟，开启大料钟，将球团布入低温竖炉或高温竖炉内，然后关闭大料钟，开启小料钟，上料仓球团卸入下料仓，如此往复循环。
进一步地，步骤(2)中第一下料溜筛与水平面的夹角α≥球团的堆积角。
进一步地，高温竖炉出口到回转窑进口之间设置有第二下料溜筛，第二下料溜筛与第一下料溜筛下均设置有粉料仓，粉料仓均设计为密闭结构，粉料仓内设自上而下的上闸板阀和下闸板阀，上闸板阀将粉料仓分隔为粉料仓第一隔室和粉料仓第二隔室，下闸板阀设置在粉料仓第二隔室的出口处，初始时上闸板阀和下闸板阀均处于关闭状态，待粉料仓第一隔室内物料达到预定高度后，打开上闸板阀，将粉料排入粉料仓第二隔室，然后关闭上闸板阀，打开下闸板阀，将粉料仓第二隔室的粉料排出，然后关闭下闸板阀。
进一步地，步骤(2)中的高温烟道右下部设置有炉衬，炉衬与水平面的夹角β≤球团的堆积角，利用输料螺旋将金属化球团送入熔分炉中，待熔分炉内液面到达预定高度后，关闭设置在高温烟道出口处的闸板阀，停止下料，将熔分炉内含钒铁水和钛渣倒入渣铁分离器内，然后将熔分炉恢复到原位，打开闸板阀继续下料，实现连续生产。
进一步地，还包括在熔分后将含钒铁水和钛渣倒入渣铁分离器，步骤(2) 中将熔分炉内含钒铁水和钛渣倒入渣铁分离器的过程中，不要将含钒铁水全部倒尽，留15％-25％的含钒铁水在熔分炉内，为下一炉提供反应熔池，加快下一炉金属化球团的熔化速度。
进一步地，步骤(2)中熔分炉可以为中频炉，中频炉包括由内向外依次堆叠设置工作层、石墨衬、保温层和外部保护层，设置的石墨衬能够提高导电效率。石墨衬厚度可以由中频炉的直径确定。
进一步地，步骤(2)中在熔分炉的炉盖上安装煤粉枪，喷入粒径≤3mm 的煤粉，用于打碎熔池表层泡沫渣，并起到提供还原剂，加快熔化速度的作用。
进一步地，步骤(1)中，低温竖炉底部设置有半球罐，通过旋转半球罐实现物料排出，其中，半球罐的开口朝上时，低温竖炉内物料落入半球罐内，旋转半球罐至开口朝下，半球罐内的物料逐渐落入到设置在低温竖炉外侧的斗提内，半球罐排料能够使低温竖炉处于密闭状态。
进一步地，在低温竖炉外侧设置有引风机，熔分炉产生的高温烟气在引风机作用下通过高温烟道进入回转窑，为还原反应提供部分热量；然后烟气由回转窑尾部进入高温竖炉燃烧为高温竖炉提供热量，最后烟气由高温竖炉顶部进入低温竖炉进行充分燃烧，为低温竖炉提供热量。
一种钒钛磁铁矿冶炼系统，可以包括低温竖炉、高温竖炉、回转窑、高温烟道以及熔分炉；低温竖炉将钒钛磁铁矿球团加热后输送至高温竖炉；高温竖炉对钒钛磁铁矿球团再加热后输送至回转窑，高温竖炉的出口设置有第二下料溜筛，第二下料溜筛的下部设置有第二粉料仓；回转窑的出口与高温烟道的进口连通，高温烟道的出口与熔分炉连通。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果中的一项：
(1)本发明在回转窑中加入无烟煤或兰炭以及石灰石对球团进行充分还原和脱硫，并在回转窑后设置筛分装置，将还原和脱硫过程中产生的灰分排出，避免了熔分时还原剂灰分和脱硫灰进入钛渣，提高了电炉熔分后钛渣的品位；
(2)本发明设置在高温烟道下部的闸板阀仅在熔分炉倾倒物料时关闭下料口，闸板阀受热温度低，不用设置水冷系统，容易加工制作；
(3)本发明的方法能够使熔分炉产生的高温烟气在引风机作用下通过高温烟道进入回转窑，为还原反应提供部分热量；然后烟气由回转窑尾部进入高温竖炉燃烧为高温竖炉提供热量，最后烟气由高温竖炉顶部进入低温竖炉进行充分燃烧，为低温竖炉提供热量，实现了余热高效利用。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1为钒钛磁铁矿冶炼系统示意图。
图2为中频炉结构示意图。
附图标记说明：
1-低温竖炉，2-高温竖炉，3-回转窑，4-第一下料溜筛，5-高温烟道，6-输料螺旋，7-熔分炉，8-第一双料钟下料系统，8a-第一上料仓，8b-第一小料钟， 8c-第一下料仓，8d-第一大料钟，9-第二双料钟下料系统，9a-第二上料仓，9b- 第二小料钟，9c-第二下料仓，9d-第二大料钟，10-斗提，11-第二下料溜筛，12- 第一粉料仓，12a-第一上闸板阀，12b-第一下闸板阀，12c-第一粉料仓第一隔室，12d-第一粉料仓第二隔室，13-第二粉料仓，13a-第二上闸板阀，13b-第二下闸板阀，13c-第二粉料仓第一隔室，13d-第二粉料仓第二隔室，14-半球罐， 15-引风机，16-工作层，17-石墨衬，18-保温层，19-外部保护层。
具体实施方式
本发明的一方面提供了一种钒钛磁铁矿冶炼方法及冶炼系统，可以通过如图1所示的冶炼系统进行冶炼，其冶炼方法可以包括以下步骤：
步骤(1)，将钒钛磁铁矿干燥球团依次通过低温竖炉1和高温竖炉2加热后，送入回转窑3中，并向回转窑3中加入还原剂以及石灰石，对球团进行还原和脱硫，其中还原剂可以为无烟煤或兰炭。
步骤(2)，回转窑3还原脱硫完成后，排出回转窑3的还原后的金属化球团经与回转窑3出口连接的第一下料溜筛4筛分后，送入高温烟道5进行加热，然后经设置在高温烟道5出口的输料螺旋6送入熔分炉7进行熔分，获得含钒铁水和钛渣。通过设置第一下料溜筛4可以很好地将球团还原和脱硫过程中产生的灰分通过筛网筛入粉料仓中。所述第一下料溜筛4可以为振动筛。当然，本领域应当知晓，第一下料溜筛还可以为本领域已知的其他可筛分的装置。
进一步地，为了保证钒钛磁铁矿被充分的还原，无烟煤或兰炭的加入量可以为钒钛磁铁矿球团质量的1％～5％，例如，可以为钒钛磁铁矿球团质量的 2％～4％、3％或以上范围的组合。无烟煤或兰炭的粒度可以为3mm～5mm，例如，可以为4mm。
进一步地，为了更好的造渣，石灰石的加入量可以为钒钛磁铁矿球团质量的1％～3％，粒度≤3mm；例如，可以为钒钛磁铁矿球团质量的2％，粒度≤2mm。
进一步地，步骤(1)中低温竖炉1和高温竖炉2的进料方式均采用双料钟下料系统进行下料，双料钟下料系统包括自上而下依次设置的上料仓、小料钟、下料仓以及大料钟，下料过程包括上料时，关闭小料钟，斗提小车将球团卸入上料仓，然后关闭大料钟，开启小料钟，将球团卸入下料仓，然后再关闭小料钟，开启大料钟，将球团布入低温竖炉或高温竖炉内，然后关闭大料钟，开启小料钟，上料仓球团卸入下料仓，如此往复循环。具体地，如图1所示，设置在低温竖炉1上的为第一双料钟下料系统8，第一双料钟下料系统8包括自上而下依次设置的第一上料仓8a、第一小料钟8b、第一下料仓8c以及第一大料钟8d。球团上料过程中，关闭第一小料钟8b，将球团卸入第一上料仓8a，然后关闭第一大料钟8d，开启第一小料钟8b，将球团卸入第一下料仓8c，然后再关闭第一小料钟8b，开启第一大料钟8d，将球团布入低温竖炉内，然后关闭第一大料钟8d，开启第一小料钟8b，第一上料仓8a将球团卸入第一下料仓8c，如此往复循环。
同样地，设置在高温竖炉2上的为第二双料钟下料系统9，第二双料钟下料系统9包括自上而下依次设置的第二上料仓9a、第二小料钟9b、第二下料仓9c以及第二大料钟9d。下料过程中，设置在高温竖炉2外侧的斗提10上料时，关闭第二小料钟9b，斗提10将球团卸入第二上料仓9a，然后关闭第二大料钟9d，开启第二小料钟9b，将球团卸入第二下料仓9c，然后再关闭第二小料钟9b，开启第二大料钟9d，将球团布入高温竖炉2内，然后关闭第二大料钟9d，开启第二小料钟9b，第二上料仓9a球团卸入第二下料仓9c，如此往复循环。通过设置第一双料钟下料系统8和第二双料钟下料系统9能够很好的保证低温竖炉与高温竖炉内的密封性。
进一步地，如图1所示，步骤(2)中第一下料溜筛4与水平面的夹角α≥球团的堆积角，需要说明的是这里的球团指的是回转窑还原后的金属化球团。通过设置上述夹角α可以方便球团的筛分以及下料。
进一步地，高温竖炉2出口到回转窑3进口之间设置有第二下料溜筛11。第二下料溜筛11可以为筛分机。第二下料溜筛11与第一下料溜筛4下均设置有粉料仓，粉料仓均设计为密闭结构，粉料仓内设自上而下的上闸板阀和下闸板阀，上闸板阀将粉料仓分隔为粉料仓第一隔室和粉料仓第二隔室，下闸板阀设置在粉料仓第二隔室的出口处，初始时上闸板阀和下闸板阀均处于关闭状态，待粉料仓第一隔室内物料达到预定高度后，打开上闸板阀，将粉料排入粉料仓第二隔室，然后关闭上闸板阀，打开下闸板阀，将粉料仓第二隔室的粉料排出，然后关闭下闸板阀。通过粉料仓与下料溜筛的设置能够保证系统的密闭性，防治热量外溢。具体第，如图1所示，第一下料溜筛4下设置的为第一粉料仓 12。第一粉料仓12内部上侧设置有第一上闸板阀12a，下部设置有第一下闸板阀12b。第一上闸板阀12a将第一粉料仓12分割为第一粉料仓第一隔室12c 和第一粉料仓第二隔室12d。第二下料溜筛11下设置的为第二粉料仓13。第二粉料仓13内部上侧设置有第二上闸板阀13a，下部设置有第二下闸板阀13b。第二上闸板阀13a将第二粉料仓13分割为第二粉料仓第一隔室13c和第二粉料仓第二隔室13d。
进一步地，步骤(2)中的高温烟道5右下部设置有炉衬，炉衬与水平面的夹角β≤球团的堆积角，如图2所示。利用输料螺旋6将金属化球团送入熔分炉7中，待熔分炉7内液面到达预定高度后，关闭设置在高温烟道5出口处的闸板阀，停止下料，将熔分炉7内含钒铁水和钛渣倒入渣铁分离器(图1中未视出)内，然后将熔分炉7恢复到原位，打开闸板阀继续下料，实现连续生产。所述熔分炉内液面所到达的预定高度可以根据熔分炉大小和现场实际情况进行设置。
进一步地，步骤(1)中，低温竖炉1底部设置有半球罐14用于排料。低温竖炉内的物料通过旋转半球罐实现物料排出。当半球罐的开口朝上时，低温竖炉内物料落入半球罐内，旋转半球罐至开口朝下，半球罐内的物料逐渐落入到设置在半球罐下部的斗提内，半球罐排料能够使低温竖炉处于密闭状态。
进一步地，在低温竖炉1外侧设置有引风机15。引风机15可以与熔分炉 7连通。熔分炉7产生的高温烟气在引风机15的作用下可以通过高温烟道5 进入回转窑3，为还原反应提供部分热量；然后烟气由回转窑3的尾部进入高温竖炉2燃烧为高温竖炉2提供热量，最后烟气由高温竖炉2顶部进入低温竖炉1进行充分燃烧，为低温竖炉1提供热量，可以实现余热的高效利用。
进一步地，熔分炉可以为中频炉，如图2所示，中频炉可以包括包括由内向外依次堆叠设置工作层16、石墨衬17、保温层18和外部保护层19，设置的石墨衬能够提高导电效率。石墨衬厚度可以由中频炉的直径确定。当然，本应当理解的是，工作层、保温层以及外部保护层是本领域已知的。
本发明的另一方面提供了一种钒钛磁铁矿冶炼系统，如图1所示，系统包括依次连接的低温竖炉1、高温竖炉2、回转窑3、高温烟道5以及熔分炉7。低温竖炉1上设置有第一双料钟下料系统8，高温竖炉2上设置有第二双料钟下料系统9。低温竖炉1的底部设置有半球罐用于排料，半球罐排料装置排除的物料通过斗提转运至第二双料钟下料系统9。高温竖炉2的底部设置有第二下料溜筛11，第二下料溜筛11的下部设置有第二粉料仓13。回转窑3的出口处设置有第一下料溜筛4，第一下料溜筛4的下部设置有第一粉料仓12。高温烟道的出口处设置有输料螺旋。钒钛磁铁矿冶炼系统的各构成具体设置与上述的钒钛磁铁矿冶炼所描述的相同，此处不在赘述。
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
(1)将干燥球团通过低温竖炉和高温竖炉加热后，送入回转窑，并向回转窑中加入球团质量的5％的无烟煤粒(平均粒度为4mm)、球团质量的3％的石灰石(粒度≤3mm)，对球团进行充分还原和脱硫；
(2)排出回转窑的金属化球团经下料溜筛进行筛分后，送入高温烟道进行加热，然后由输料螺旋送入熔分炉进行熔分，获得含钒铁水和钛渣。
经检测：含钒铁水V(钒)含量为1.39％，S含量为0.04％，钛渣中TiO2含量为52％，由风机排出的烟气中SO2含量为30mg/Nm3，CO含量为4mg/Nm3。
实施例2
(1)将干燥球团通过低温竖炉和高温竖炉加热后，送入回转窑，并向回转窑中加入球团质量的3％的无烟煤粒(平均粒度4mm)、球团质量的2％的石灰石(粒度≤3mm)，对球团进行充分还原和脱硫；
(2)排出回转窑的金属化球团经下料溜筛进行筛分后，送入高温烟道进行加热，然后由螺旋送入熔分炉进行熔分，获得含钒铁水和钛渣。
经检测：含钒铁水V含量为1.29％，S含量为0.05％，钛渣中TiO2含量为 51％，由风机排出的烟气中SO2含量为32mg/Nm3，CO含量为6mg/Nm3。
实施例3
(1)将干燥球团通过低温竖炉和高温竖炉加热后，送入回转窑，并向回转窑中加入球团质量的1％的兰炭(平均粒度3.5mm)、球团质量的3％的石灰石(粒度≤3mm)，对球团进行充分还原和脱硫；
(2)排出回转窑的金属化球团经下料溜筛进行筛分后，送入高温烟道进行加热，然后由螺旋送入熔分炉进行熔分，获得含钒铁水和钛渣。
经检测：含钒铁水V含量为1.16％，S含量为0.04％，钛渣中TiO2含量为 46％，由风机排出的烟气中SO2含量为25mg/Nm3，CO含量为7mg/Nm3。

Claims (10)

1.一种钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将钒钛磁铁矿干燥球团通过低温竖炉和高温竖炉加热后，送入回转窑，并向回转窑中加入还原剂以及石灰石，对球团进行还原和脱硫，得金属化球团，其中，还原剂为无烟煤或兰炭；
(2)排出回转窑的金属化球团经设置在回转窑出口处的第一下料溜筛筛分后，送入高温烟道进行加热，然后经设置在高温烟道出口的输料螺旋送入熔分炉进行熔分，获得含钒铁水和钛渣。
2.如权利要求1所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中所述无烟煤或兰炭的加入量为球团质量的1-5％，粒度为3-5mm；石灰石的加入量为球团质量的1-3％，粒度≤3mm。
3.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中低温竖炉和高温竖炉的进料方式均通过分别设置在低温竖炉和高温竖炉顶部的双料钟下料系统进料，双料钟下料系统包括自上而下依次设置的上料仓、小料钟、下料仓以及大料钟；下料过程包括上料时，关闭小料钟，将球团卸入上料仓，然后关闭大料钟，开启小料钟，将球团卸入下料仓，然后再关闭小料钟，开启大料钟，将球团布入低温竖炉或高温竖炉内，然后关闭大料钟，开启小料钟，上料仓中的球团卸入下料仓，如此往复循环。
4.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，高温竖炉出口到回转窑进口之间设置有第二下料溜筛，第二下料溜筛与第一下料溜筛下均设置有粉料仓，粉料仓均设计为密闭结构，粉料仓内设置有位于上部的上闸板阀和位于下部的下闸板阀，上闸板阀将粉料仓分隔为粉料仓第一隔室和粉料仓第二隔室，下闸板阀设置在粉料仓第二隔室的出口处，初始时上闸板阀和下闸板阀均处于关闭状态，待粉料仓第一隔室内物料达到预定高度后，打开上闸板阀，将粉料排入粉料仓第二隔室，然后关闭上闸板阀，打开下闸板阀，将粉料仓第二隔室的粉料排出，然后关闭下闸板阀。
5.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中，第一下料溜筛与水平面的夹角α≥球团的堆积角，高温烟道右下部设置有炉衬，炉衬与水平面的夹角β≤球团的堆积角，利用输料螺旋将金属化球团送入熔分炉中，待熔分炉内液面到达预定高度后，关闭设置在高温烟道出口处的闸板阀，停止下料，将熔分炉内含钒铁水和钛渣倒入渣铁分离器内，然后将熔分炉恢复到原位，打开闸板阀继续下料，实现连续生产。
6.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，还包括在熔分后将含钒铁水和钛渣倒入渣铁分离器，其中，在倒入渣铁分离器之后留15％-25％的含钒铁水在熔分炉内，为下一炉提供反应熔池，加快下一炉金属化球团的熔化速度；熔分炉为中频炉，中频炉包括由内向外依次堆叠设置工作层、石墨衬、保温层和外部保护层。
7.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中，熔分炉的炉盖上设置有煤粉枪，煤粉枪用于喷入粒径≤3mm的煤粉。
8.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中，低温竖炉底部设置有半球罐，通过旋转半球罐实现物料排出，其中，半球罐的开口朝上时，低温竖炉内物料落入半球罐内，旋转半球罐至开口朝下，半球罐内的物料逐渐落入到设置在低温竖炉外侧的斗提内，半球罐排料能够使低温竖炉处于密闭状态。
9.如权利要求1或2所述的钒钛磁铁矿冶炼方法，其特征在于，在低温竖炉外侧设置有引风机，熔分炉产生的高温烟气在引风机作用下通过高温烟道进入回转窑，为还原反应提供部分热量；然后烟气由回转窑尾部进入高温竖炉燃烧为高温竖炉提供热量，最后烟气由高温竖炉顶部进入低温竖炉进行充分燃烧，为低温竖炉提供热量。
10.一种钒钛磁铁矿冶炼系统，其特征在于，包括低温竖炉、高温竖炉、回转窑、高温烟道以及熔分炉；
低温竖炉将钒钛磁铁矿球团加热后输送至高温竖炉；
高温竖炉对钒钛磁铁矿球团再加热后输送至回转窑，高温竖炉的出口设置有第二下料溜筛，第二下料溜筛的下部设置有第二粉料仓；
回转窑的出口与高温烟道的进口连通，回转窑的出口与高温烟道的进口之间设置有第一下料溜筛，高温烟道的出口与熔分炉连通。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104651564A (zh) * 2015-02-13 2015-05-27 唐竹胜 一种低温快速还原分离粒铁的方法
CN104651561A (zh) * 2015-02-13 2015-05-27 朝阳金工钒钛科技有限公司 一种非高炉冶炼钒钛磁铁矿的铁精矿的方法
WO2018094886A1 (zh) * 2016-11-24 2018-05-31 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种煤基竖炉直接还原工艺
CN109880961A (zh) * 2019-03-26 2019-06-14 东北大学 转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法
CN113981214A (zh) * 2021-11-16 2022-01-28 新疆葱岭钒钛有限公司 一种内配碳制备球团钒钛磁铁矿冶炼方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104651564A (zh) * 2015-02-13 2015-05-27 唐竹胜 一种低温快速还原分离粒铁的方法
CN104651561A (zh) * 2015-02-13 2015-05-27 朝阳金工钒钛科技有限公司 一种非高炉冶炼钒钛磁铁矿的铁精矿的方法
WO2018094886A1 (zh) * 2016-11-24 2018-05-31 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种煤基竖炉直接还原工艺
CN109880961A (zh) * 2019-03-26 2019-06-14 东北大学 转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法
CN113981214A (zh) * 2021-11-16 2022-01-28 新疆葱岭钒钛有限公司 一种内配碳制备球团钒钛磁铁矿冶炼方法

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