一种复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置。
【背景技术】
[0002]我国拥有储量巨大复杂难选铁矿资源，微细粒矿、菱铁矿、揭铁矿、麵状赤铁矿等典型的难利用铁矿资源总储量达200亿吨以上，广泛分布于辽宁、河北、山西、陕西、湖北、新疆等地。以上难选铁矿石矿物组成复杂、结晶粒度微细，采用常规选矿技术难以获得理想的技术经济指标，而采用悬浮焙烧技术处理此类难选铁矿石可获得较好的分选指标。但该技术在生产实践中发现，不同粒级的物料经悬浮焙烧后其磁性率存在明显差异，粒度较细的铁矿物粒级焙烧后磁性率高，还原充分，但微细粒铁矿物易出现过还原现象，粗粒级铁矿物焙烧过程中还原不充分，呈现欠还原的状态。由于当前悬浮焙烧装置无法对不同粒级物进行选择性还原焙烧，所以当前悬浮焙烧过程中存在不同粒级铁矿物过还原和欠还原的问题。欠还原物料后续选别效果差，回收率低，过还原物料极大耗费能源，且后续选别技术经济指标下降显著。因此，新型悬浮焙烧炉设备亟需研发以实现该技术的高效利用。
【发明内容】
[0003]针对现有复杂难选铁矿石的悬浮焙烧技术存在的上述问题，本发明提供一种复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置。
[0004]本发明的一种复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置包括悬浮预热氧化器、两级旋风分级器、两级悬浮还原器、旋风分离器和风机；悬浮预热氧化器的进料口与给料仓的出料口连通，悬浮预热氧化器的出料口与一级旋风分级器的进料口连通；一级旋风分级器的出料口与二级旋风分级器的进料口连通，二级旋风分级器的出料口与旋风分离器的进风口连通，旋风分离器的出风口与风机的进口连通；一级旋风分级器的出料口插入一级悬浮还原器的进料口内，二级旋风分级器的出料口插入二级悬浮还原器的进料口内。
[0005]上述的悬浮预热氧化器为筒式结构，顶端设有出料口，下部侧壁上设有进料口，底端设有进气口用于通入燃烧的烟气。
[0006]上述的悬浮还原器为由大筒体和小筒体构成，大筒体的直径高度比为1: (2~5)，小筒体的直径高度比为1: (2~5)，大筒体和小筒体底端等高且底部互相连通；大筒体底端连接大锥台体，大锥台体底端设有氮气入口 ；小筒体底端连接小锥台体，小锥台体底端设有还原气入口 ；小筒体的上部侧壁上设有还原料出口 ；大筒体的顶端为悬浮还原器的进料口。
[0007]上述装置中，悬浮还原器的大筒体和小筒体之间连通的连通口的高度与小筒体的高度之比为1: (3~6)，悬浮还原器的大筒体与小筒体的容积比为1: (0.3-0.6)。
[0008]上述装置中，一级悬浮还原器与二级悬浮还原器的容积比为1: (0.5~0.8)，一级旋风分级器与二级旋风分级器的容积比为1: (0.5-0.8)。
[0009]上述装置中，旋风分离器底端的出料口与灰斗连通。
[0010]上述装置中，悬浮预热氧化器与一级悬浮还原器的容积比为1: (0.2-0.7)。
[0011]本发明的复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置的使用方法按以下步骤进行:
1、将复杂难选矿的粉料置于给料仓中，通过给料仓加入到悬浮预热氧化器内，同时向悬浮预热氧化器的进气口通入燃烧的烟气，控制粉料温度在600~1200°C且处于悬浮状态；
2、启动风机产生负压，使悬浮预热氧化器内被预热氧化的物料进入一级旋风分级器，经一次分级后的一次细料部分进入二级旋风分级器，一次粗料部分进入一级悬浮还原器；向一级悬浮还原器内通入氮气使一次粗料部分处于悬浮状态，并通入还原气与一次粗料部分在温度400~800°C发生还原反应，反应后的粗粒还原料排出；
3、一次细料部分进入二级旋风分级器经二次分级后，二次细料部分进入旋风分离器，二次粗料部分进入二级悬浮还原器；向二级悬浮还原器内通入氮气使二次粗料部分处于悬浮状态，并通入还原气与二次粗料部分在温度400~800°C发生还原反应，反应后的细粒还原料排出；
4、二次细料部分进入旋风分离器后，经分离的被净化气体通过风机排出，剩余的固体灰粉从旋风分离器底端进入灰斗。
[0012]上述方法中，步骤2和3中的悬浮还原器内发生的还原反应的反应式为 CO+F e203=F e304+C02(I)0
[0013]上述的步骤3中还原气的用量与一次粗料部分中的Fe2O3的摩尔比为1:1，步骤4中还原气的用量与二次粗料部分中的Fe2O3的摩尔比为1:1。
[0014]上述的步骤3和4中还原气为CO与队的混合气，其中CO的体积百分比为30~40%。
[0015]本发明与当前普通悬浮焙烧装置相比，可将粗细物料分级进行磁化焙烧，使不同级别物料还原条件可控，可改善还原效果，提高分选指标，而且能大幅降低能耗，获得更优的技术经济指标。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例1中的复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置结构示意图；图中，1、给料仓，2、烟气，3、悬浮预热氧化器，4、一级旋风分级器，5、一级悬浮还原器，6、进入一级悬浮还原器的还原气，7、进入一级悬浮还原器的氮气，8、粗料还原料，9、二级旋风分级器，10、二级悬浮还原器，11、进入二级悬浮还原器的还原气，12、进入二级悬浮还原器的氮气，13、细粒还原料，14、旋风分离器，15、灰斗，16、风机，17、被净化气体。
【具体实施方式】
[0017]本发明实施例中选用的复杂难选铁矿的铁品位TFe在20~40wt %，按重量百分比含 FeO 1-10%, S12 30-60 %，Mn 0-2%, Al2O3 0-2 %，CaO 0-2%, MgO 0-2%0
[0018]本发明实施例中选用的复杂难选铁矿石以赤褐铁矿和菱铁矿为主，其次为磁铁矿，磁铁矿的重量百分比为5~20%，赤褐铁矿的重量百分比为30~70%，菱铁矿的重量百分比为2?40 % ο
[0019]本发明实施例中选用的复杂难选矿为粉料，粒度在-74 μ m的部分占全部粉料总重量的60%以上。
[0020]本发明的方法获得的粗粒还原料中粒度为-74 μπι的部分占全部粉料总重量的50%以上，细粒还原料中粒度为-74 μπι的部分占全部粉料总重量的89%以上。
[0021]本发明的粗粒还原料的收率为98%以上，细粒还原料的收率为95%以上。
[0022]本发明的粗粒还原料的磁性率(FeO/TFe)在42~43，细粒还原料的磁性率(FeO/TFe)在42~43 ;将上述粗粒还原料进行磁选，获得的磁选精矿品位在65~66%，回收率90%以上；将细粒还原料进行磁选，获得的磁选精矿品位在66~67%，回收率92%以上。
[0023]实施例1
复杂难选铁矿石分级悬浮焙烧装置结构如图1所示，包括悬浮预热氧化器、两级旋风分级器、两级悬浮还原器、旋风分离器和风机；悬浮预热氧化器的进料口与给料仓的出料口连通，悬浮预热氧化器的出料口与一级旋风分级器的进料口连通；一级旋风分级器的出料口与二级旋风分级器的进料口连通，二级旋风分级器的出料口与旋风分离器的进风口连通，旋风分离器的出风口与风机的进口连通；一级旋风分级器的出料口插入一级悬浮还原器的进料口内，二级旋风分级器的出料口插入二级悬浮还原器的进料口内；
悬浮预热氧化器为筒式结构，顶端设有出料口，下部侧壁上设有进料口，底端设有进气口用于通入燃烧的烟气；
悬浮还原器为由大筒体和小筒体构成，大筒体的直径高度比为1:2，小筒体的直径高度比为1:2，大筒体和小筒体底端等高且底部互相连通；大筒体底端连接大锥台体，大锥台体底端设有氮气入口 ；小筒体底端连接小锥台体，小锥台体底端设有还原气入口 ；小筒体的上部侧壁上设有还原料出口 ；大筒体的顶端为悬浮还原器的进料口 ；
大筒体和小筒体之间连通的连通口的高度与小筒体的高度之比为1:3，容积比为1:0.3 ；
一级悬浮还原器与二级悬浮还原器的容积比为1:0.5 ;
旋风分离器底端的出料口与灰斗连通；
一级旋风分级器与二级旋风分级器的容积比为1:0.5 ;
悬浮预热氧化器与一级悬浮还原器的容积比为1:0.2 ;
上述装置的使用方法为:
将复杂难选矿的粉料置于给料仓中，通过给料仓加入到悬浮预热氧化器内，同时向悬浮预热氧化器的进气口通入燃烧的烟气，控制粉料温度在600°C且处于悬浮状态；
启动风机产生负压，使悬浮预热氧化器内被预热氧化的物料进入一级旋风分级器，经一次分级后的一次细料部分进入二级旋风分级器，一次粗料部分进入一级悬浮还原器；向一级悬浮还原器内通入氮气使一次粗料部分处于悬浮状态，并通入还原气与一次粗料部分在温度400°C发生还原反应，反应后的粗粒还原料排出；
一次细料部分进入二级旋风分级器经二次分级后，二次细料部分进入旋风分离器，二次粗料部分进入二级悬浮还原器；向二级悬浮还原器内通入氮气使二次粗料部分处于悬浮状态，并通入还原气与二次粗料部分在温度400°C发生还原反应，反应后的细粒还原料排出；
二次细料部分进入旋风分离器后，经分离的被净化气体通过风机排出，剩余的固体灰粉从旋风分离器底端进入灰斗；
通入一级悬浮还原器以及二级悬浮还原器中的还原气的用量根据还原气中的CO与一次粗料部分以及二次粗料部分中的Fe2O3的摩尔比均为1:1 ;还原气为CO与化的混合气，其中CO的体积百分比为30% ;
复杂难选矿粒度在-74 μπι的部分占全部粉料总重量的60%以上；
获得的粗粒还原料中粒度-74 μ m的部分占总重量的50.76%，磁性率(FeO/TFe )为
42.17% ;经过磁选后的精矿铁品位65.42%，回收率90.21% ；
获得的细粒还原料中粒度-74 μ m的部分占总重量的89.63%，磁性率(FeO/TFe )为
43.46% ;经过磁选后的精矿铁品位