本發(fā)明屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著鋼鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)對(duì)鐵礦產(chǎn)資源的開發(fā)強(qiáng)度大，綜合利用率低以及地質(zhì)勘查難度的不斷增大，使得地質(zhì)條件好、資源品位高、分選性好的鐵礦資源正逐漸減少，礦產(chǎn)資源可持續(xù)供給能力下降，后備資源不足，積極開發(fā)利用難選鐵礦石及低品位鐵礦石資源，才能有效擴(kuò)大我國(guó)可工業(yè)利用的鐵礦石資源量，降低對(duì)外依存度，保障鐵礦石供應(yīng)的安全。

菱鐵礦的晶體呈菱面體狀、短柱狀或偏三角面體狀。通常呈粒狀、土狀、致密塊狀集合體。我國(guó)含菱鐵礦的鐵礦石資源已探明儲(chǔ)量18.34億噸，占我國(guó)鐵礦石探明儲(chǔ)量的3.4％，另有保有儲(chǔ)量18.21億噸，主要集中在我國(guó)的貴州、新疆、陜西、遼寧、吉林等10多個(gè)地區(qū)，尤其在貴州、陜西、甘肅和青海等幾個(gè)西部省(自治區(qū))占全國(guó)該類鐵礦石資源總儲(chǔ)量50％以上。因鎂、錳內(nèi)質(zhì)同象現(xiàn)象十分普遍，絕大多數(shù)菱鐵礦理論品位在32％～45％，銷售困難，影響開發(fā)者積極性。

目前針對(duì)含菱鐵礦的難選礦主要應(yīng)用技術(shù)有：還原焙燒－磁選、強(qiáng)磁選和浮選及聯(lián)合分選技術(shù)等。因其密度、比磁化系數(shù)均較低，加之很多菱鐵礦常與綠泥石、石榴石等密度及比磁化系數(shù)與之相差不大的脈石礦物共生，可選性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)和方法，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)完成菱鐵礦的磁化焙燒和還原焙燒，干球團(tuán)的金屬化率高，燃?xì)馊鄯譅t熔分獲得的鐵水品位高。

本發(fā)明的目的之一是提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)底爐和燃?xì)馊鄯譅t；

所述轉(zhuǎn)底爐包括入料口、出料口、還原劑入口和擋墻，

所述擋墻位于所述轉(zhuǎn)底爐的爐體內(nèi)，將所述爐體內(nèi)的環(huán)形空間分隔為磁化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)，所述轉(zhuǎn)底爐入料口位于所述磁化焙燒區(qū)，所述轉(zhuǎn)底爐出料口位于所述還原焙燒區(qū)，所述還原劑入口位于所述還原焙燒區(qū)遠(yuǎn)離出料口端的爐頂；

所述燃?xì)馊鄯譅t包括入料口和出料口；

所述轉(zhuǎn)底爐出料口連接所述燃?xì)馊鄯譅t入料口。

轉(zhuǎn)底爐用于菱鐵礦的磁化焙燒和還原焙燒，獲得金屬化球團(tuán)。燃?xì)馊鄯譅t用于金屬化球團(tuán)的熔分，獲得鐵水。

本發(fā)明中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括細(xì)磨機(jī)、造球機(jī)和干燥裝置。所述細(xì)磨機(jī)包括出料口；所述造球機(jī)包括入料口和出料口；所述干燥裝置包括入料口和出料口；所述細(xì)磨機(jī)出料口連接所述造球機(jī)入料口，所述造球機(jī)出料口連接所述干燥裝置入料口，所述干燥裝置出料口連接所述轉(zhuǎn)底爐入料口。

細(xì)磨機(jī)用于將菱鐵礦細(xì)磨至后續(xù)處理所需的粒度。造球機(jī)用于將混勻的菱鐵礦顆粒造球。干燥裝置用于球團(tuán)的干燥，為后續(xù)焙燒做準(zhǔn)備。

具體的，所述磁化焙燒區(qū)環(huán)形區(qū)域的弧度為120°～180°。

具體的，所述轉(zhuǎn)底爐入料口與轉(zhuǎn)底爐出料口之間的扇形區(qū)域弧度為10°～15°。轉(zhuǎn)底爐入料口與轉(zhuǎn)底爐出料口之間的扇形區(qū)域中設(shè)置有一個(gè)擋墻。

進(jìn)一步的，所述擋墻底部與所述轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離為10～20cm。擋墻底部到轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過(guò)，又要保證磁化焙燒區(qū)氣氛和還原焙燒區(qū)氣氛不互相干擾。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述系統(tǒng)處理菱鐵礦的方法，包括如下步驟：

A、將菱鐵礦細(xì)磨、造球，干燥后獲得干球團(tuán)；

B、將所述干球團(tuán)送入所述轉(zhuǎn)底爐，先進(jìn)行磁化焙燒，后進(jìn)行還原焙燒，獲得金屬化球團(tuán)，還原劑由所述還原劑入口進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐，在所述干球團(tuán)進(jìn)入所述還原焙燒區(qū)時(shí)將所述干球團(tuán)均勻覆蓋一層還原劑；

C、將金屬化球團(tuán)配加生石灰送入燃?xì)馊鄯譅t熔化后熔清0.5～1.5h，獲得鐵水和爐渣。

本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)底爐磁化焙燒區(qū)溫度為500～800℃，還原焙燒區(qū)溫度為1200～1300℃，所述轉(zhuǎn)底爐的爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為1.5～3h。

具體的，步驟A中將所述菱鐵礦細(xì)磨至粒度≤200目的菱鐵礦占的質(zhì)量百分比在85％以上，所述干球團(tuán)粒徑為8～16mm。

進(jìn)一步的，所述還原劑中碳的質(zhì)量成分不低于80％，所述還原劑粒度為2～5mm。

優(yōu)選的，步驟C中所述金屬化球團(tuán)和生石灰的質(zhì)量比為1:0.05～0.15。

本發(fā)明中，菱鐵礦(FeCO₃)在加熱到一定溫度時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，放出二氧化碳?xì)怏w，生成Fe₃O₄，磁化焙燒后的Fe₃O₄更容易被還原。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)和方法，將菱鐵礦的磁化焙燒和還原焙燒在轉(zhuǎn)底爐中一體完成，干球團(tuán)的金屬化率高；還原焙燒區(qū)充分利用磁化焙燒區(qū)干球團(tuán)的顯熱，降低能耗；金屬化球團(tuán)熱態(tài)進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t，熔化分離效果好。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)示意圖；

圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐還原劑入口局部視圖；

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)處理菱鐵礦的方法流程圖。

圖中：

1-細(xì)磨機(jī)；2-造球機(jī)；3-干燥裝置；4-轉(zhuǎn)底爐；

401-轉(zhuǎn)底爐入料口；402-轉(zhuǎn)底爐出料口；403-擋墻；404-磁化焙燒區(qū)；405-還原焙燒區(qū)；406-還原劑入口；

5-燃?xì)馊鄯譅t。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，一方面，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)，包括：細(xì)磨機(jī)1、造球機(jī)2、干燥裝置3、轉(zhuǎn)底爐4和燃?xì)馊鄯譅t5。

細(xì)磨機(jī)1包括入料口和出料口。細(xì)磨機(jī)1用于將菱鐵礦細(xì)磨至后續(xù)處理所需的粒度。

造球機(jī)2包括入料口和出料口。造球機(jī)2用于將菱鐵礦顆粒造球。球狀的物料更利于在轉(zhuǎn)底爐中均勻受熱。合適的球團(tuán)粒度使球團(tuán)傳熱良好，達(dá)到良好的還原效果。

干燥裝置3包括入料口和出料口。干燥裝置3用于球團(tuán)的干燥，為后續(xù)焙燒做準(zhǔn)備。

轉(zhuǎn)底爐4用于菱鐵礦的磁化焙燒和還原焙燒，獲得金屬化球團(tuán)，菱鐵礦在轉(zhuǎn)底爐4中先進(jìn)行磁化焙燒，再進(jìn)行還原焙燒，磁化效果好，金屬化率高。

燃?xì)馊鄯譅t5包括入料口和出料口。燃?xì)馊鄯譅t5用于金屬化球團(tuán)的熔分，提煉出金屬化球團(tuán)中的鐵，獲得鐵水。

如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)底爐4包括入料口401、出料口402、擋墻403和還原劑入口406。擋墻403位于轉(zhuǎn)底爐的爐體內(nèi)，連接爐體的爐頂、外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁，將所述爐體內(nèi)的環(huán)形空間分隔為磁化焙燒區(qū)404和還原焙燒區(qū)405。轉(zhuǎn)底爐入料口401位于磁化焙燒區(qū)404，轉(zhuǎn)底爐出料口402位于還原焙燒區(qū)405，還原劑入口406位于還原焙燒區(qū)405遠(yuǎn)離出料口端的爐頂。

本發(fā)明中實(shí)例中，還原劑入口406位于爐頂，便于還原劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐4。還原劑入口406設(shè)置在還原焙燒區(qū)405遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)底爐出料口端。還原劑入口406與擋墻403在水平方向上有一定距離，使得干球團(tuán)進(jìn)入還原被燒區(qū)405時(shí)，將干球團(tuán)均勻覆蓋一層還原劑。

圖1和圖2中的虛線箭頭表示轉(zhuǎn)底爐中物料的運(yùn)動(dòng)方向。轉(zhuǎn)底爐4爐底的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)。物料由轉(zhuǎn)底爐入料口401進(jìn)入磁化焙燒區(qū)404，經(jīng)磁化焙燒后進(jìn)入還原焙燒區(qū)405，還原焙燒后的物料經(jīng)轉(zhuǎn)底爐出料口402排出轉(zhuǎn)底爐。經(jīng)轉(zhuǎn)底爐4處理的物料進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t5，經(jīng)處理后獲得產(chǎn)品。

細(xì)磨機(jī)1出料口連接造球機(jī)2入料口，造球機(jī)2出料口連接干燥裝置3入料口，干燥裝置3出料口連接轉(zhuǎn)底爐4入料口。轉(zhuǎn)底爐4出料口連接燃?xì)馊鄯譅t5入料口。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例的磁化焙燒區(qū)404環(huán)形區(qū)域的弧度為120°～180°。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)底爐入料口401與轉(zhuǎn)底爐出料口402之間的扇形區(qū)域弧度為10°～15°。轉(zhuǎn)底爐入料口401與轉(zhuǎn)底爐出料口402之間的扇形區(qū)域中設(shè)置有一個(gè)擋墻。轉(zhuǎn)底爐入料口401與轉(zhuǎn)底爐出料口402的位置設(shè)置，盡量延長(zhǎng)了干球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的時(shí)間。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中，擋墻底部與所述轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離為10～20cm。擋墻底部到轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過(guò)，又要保證磁化焙燒區(qū)氣氛和還原焙燒區(qū)氣氛不互相干擾。

另一方面，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用上述系統(tǒng)處理菱鐵礦的方法，包括如下步驟：

1、將菱鐵礦細(xì)磨至粒度≤200目的菱鐵礦占的質(zhì)量百分比在85％以上，造球，干燥后獲得干球團(tuán)，干球團(tuán)粒徑為8～16mm；

2、將所述干球團(tuán)送入所述轉(zhuǎn)底爐，先進(jìn)行磁化焙燒，后進(jìn)行還原焙燒，獲得金屬化球團(tuán)，磁化焙燒區(qū)溫度為500～800℃，還原焙燒區(qū)溫度為1200～1300℃，還原劑由所述還原劑入口進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐，在所述干球團(tuán)進(jìn)入所述還原焙燒區(qū)時(shí)將所述干球團(tuán)均勻覆蓋一層還原劑，轉(zhuǎn)底爐的爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為1.5～3h；

3、將金屬化球團(tuán)配加生石灰送入燃?xì)馊鄯譅t熔化后熔清0.5～1.5h，獲得鐵水和爐渣，金屬化球團(tuán)和生石灰的質(zhì)量比為1:0.05～0.15。

進(jìn)一步的，所述還原劑中碳的質(zhì)量成分不低于80％，還原劑粒度為2～5mm。

本發(fā)明實(shí)施例中，菱鐵礦(FeCO₃)在加熱到一定溫度時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，放出二氧化碳?xì)怏w，生成Fe₃O₄，磁化焙燒后的Fe₃O₄更容易被還原。

本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理菱鐵礦的系統(tǒng)和方法，將菱鐵礦制備球團(tuán)后，送入轉(zhuǎn)底爐，菱鐵礦在轉(zhuǎn)底爐中一體化完成磁化焙燒和還原焙燒，干球團(tuán)的金屬化率高；還原焙燒區(qū)充分利用磁化焙燒區(qū)干球團(tuán)的顯熱，降低能耗；金屬化球團(tuán)熱態(tài)進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t，熔化分離效果好，節(jié)約成本；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于批量處理菱鐵礦。

實(shí)施例1

將某菱鐵礦磨至粒度≤200目的顆粒占的質(zhì)量比為86.57％，造球(球團(tuán)粒徑8～12mm)，干燥后從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，磁化焙燒區(qū)弧度為130°，溫度控制500℃，還原焙燒區(qū)溫度控制1250℃，爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為2h，磁化焙燒后的干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)，還原煤(C的質(zhì)量成分：81.03％，粒度2mm)從還原劑入口鋪滿干球團(tuán)，鋪滿還原煤的干球團(tuán)在還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)從轉(zhuǎn)底爐出料口排出。將還原排出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)按照1:0.05配加生石灰進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t熔化后熔清0.5h獲得鐵水和爐渣。

實(shí)施例2

將某菱鐵礦磨至粒度≤200目的顆粒占的質(zhì)量比為87.63％，造球(球團(tuán)粒徑10～14mm)，干燥后從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，磁化焙燒區(qū)弧度為170°，溫度控制700℃，還原焙燒區(qū)溫度控制1200℃，爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為3h，磁化焙燒后的干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)，還原煤(C的質(zhì)量成分：81.31％，粒度5mm)從還原劑入口鋪滿干球團(tuán)，鋪滿還原煤的干球團(tuán)在還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)從轉(zhuǎn)底爐出料口排出。將還原排出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)按照1:0.1配加生石灰進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t熔化后熔清0.9h獲得鐵水和爐渣。

實(shí)施例3

將某菱鐵礦磨至粒度≤200目的顆粒占的質(zhì)量比為88.78％，造球(球團(tuán)粒徑12～16mm)，干燥后從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，磁化焙燒區(qū)弧度為150°，溫度控制800℃，還原焙燒區(qū)溫度控制1300℃，爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為1.5h，磁化焙燒后的干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)，蘭炭(C的質(zhì)量成分：82.31％，粒度4mm)從還原劑入口鋪滿干球團(tuán)，鋪滿蘭炭的干球團(tuán)在還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)從轉(zhuǎn)底爐出料口排出。將還原排出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)按照1:0.15配加生石灰進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t熔化后熔清1.5h獲得鐵水和爐渣。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。