一种用于直接还原含铁球团解离的系统的制作方法

本发明属于有色金属冶金行业中废渣的综合利用领域，具体涉及一种用于直接还原含铁球团解离的系统。

背景技术：

随着有色冶金行业的发展，有色冶炼废渣得到有效的综合回收利用，目前，直接还原焙烧是处理有色冶炼废渣和低品位复杂难选铁矿石最有效的方法之一，该工艺得到的高金属化率的还原铁粉冷压块可作为冶炼优质钢、特殊钢的原料。

根据直接还原含铁球团的磨矿磁选工艺的要求，最终磨矿细度一般都是在-325目占80％～90％，磁选工艺一般设置为阶段闭路磨矿流程，阶段磨矿磁选流程。有色冶金废渣的直接还原回铁工艺在我国刚刚起步，诸多研究部门和生产厂对该工艺的研究一般重视铁的金属化率，热工制度及气氛控制等，未能针对还原后的物料特性，如化学组成、粒度组成及矿物颗粒嵌布关系等性质作出相应选矿工艺的调整。虽然有相关研究院提出了“自磨+球磨+顽石破碎”(ABC模式)或“自磨+球磨”(AB模式)流程处理冶金废渣，但此种模式处理的原料一般是未贫化的炉渣，而且后续不需还原，仅通过物理化学方式回收其中的有色金属，因此，炉渣中较大颗粒顽石可作为自磨介质充分利用。但是，对于直接还原的球团矿，本身不含有较大颗粒的顽石，不适于采用ABC流程或AB流程。目前解离工序一般仅仅采用单一的磨矿工艺来满足矿石解离的目的，较少考虑球团矿解离的整体能耗，缺少直接还原含铁球团矿的磨矿特性研究，往往造成磨矿能耗过高，需要结合破碎以及其他的磨矿形式及制度对直接还原球团进行研究，以确保在最节能的状态下达到解离要求。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中磨矿能耗过高、生产能力低等问题，本发明提供了一种用于直接还原含铁球团解离的系统。

技术方案：为了达到上述目的，本发明所述的一种用于直接还原含铁球团解离的系统，包括破碎系统和磨矿分级系统，其中，磨矿分级系统包括一段磨矿系统、二段磨矿系统和三段磨矿系统，所述破碎系统、一段磨矿系统、二段磨矿系统和三段磨矿系统顺次连接在一起。

优选的，所述一段磨矿系统、二段磨矿系统和三段磨矿系统为闭路磨矿系统。

优选的，所述破碎系统包括破碎设备、传送设备和储料设备。

进一步优选的，所述破碎设备为高压辊磨机。

所述磨矿分级系统采用三段磨矿，包括一段磨矿系统、二段磨矿系统和三段磨矿系统，其中一段球磨机和一段检查分级旋流器组合，二段球磨机和二段预先检查分级旋流器组合，三段球磨机和预先检查分级高频振动筛组合。经由破碎设备破碎后的产物通过传送设备运送至储料设备，储料设备与一段磨矿系统连接，依次进入后续磨矿分级系统。

优选的，所述一段磨矿系统包括依次连接的一段球磨机、一段分级设备给矿泵和一段分级设备。

优选的，所述二段磨矿系统包括二段球磨机、二段分级设备给矿泵和二段分级设备。

优选的，所述一段分级设备和二段分级设备为水力旋流器或螺旋分级机。

进一步优选的，所述一段分级设备和二段分级设备均为水力旋流器。

水力旋流器分级效果优于螺旋分级机，分级效率可从50％提高到80％，可使磨矿效率提高25％，电耗减少20％，从而提高磨机处理能力。

优选的，所述三段磨矿系统包括三段球磨机、高频细筛给矿泵和高频细筛。

进一步优选的，所述一段分级设备包括两个出口，一个与一段球磨机连接形成回路，便于返砂再磨；另一个与二段分级设备给矿泵连接，便于将溢流产物导入二段磨矿系统。

进一步优选的，所述二段分级设备包括两个出口，一个与二段球磨机连接形成回路，便于返砂再磨；另一个与高频细筛给矿泵连接，便于将溢流产物导入三段磨矿系统。

进一步优选的，所述高频细筛包括两个出口，一个与三段球磨机连接形成回路，便于返砂再磨；另一个为溢流产物出口。

上述用于直接还原含铁球团解离的系统工作时，直接还原含铁球团首先导入破碎设备破碎后，通过传送设备运送至储料设备，然后导入一段球磨机，经过一段球磨机球磨之后的产物经由一段分级设备给矿泵导入一段分级设备进行检查分级，不符合要求的产物返砂回一段球磨机再磨；符合要求的产物溢流出，直接连接二段分级设备给矿泵，导入二段分级设备进行检查分级，不符合要求的产物导入二段球磨机再磨；符合要求的产物溢流出，直接连接高频细筛给矿泵，导入高频细筛进行检查分级，不符合要求的产物导入三段球磨机再磨，符合要求的产物溢流排出。

上述流程主要是基于一段分级设备检查分级的溢流产品浓度一般较低，仅40％左右，无法浓缩不易直接进行磨矿作业，而经二段分级设备分级后粗粒沉砂浓度可达60％以上，再进行再磨比较较适合。

由于球磨机内钢球对球团矿的破碎遵循概率统计规律，具有随机性，球磨机的破碎效率仅为6％～9％。给矿粒度越粗，在相同的产品细度下，磨矿时间越长，对磨机的磨损越大，磨机的生产率越低。我国选矿厂入磨粒度较大，多为-12mm，而国外一般在6mm以下。数据资料表明，将入磨粒度由：20mm、15mm、12mm降低到8mm、5mm、3mm以下，就可降低破磨总能耗的15％～30％。

所以，本发明用于直接还原含铁球团解离的系统针对还原后的物料特性，首先将直接还原含铁球团采用破碎设备进行破碎，即在直接还原含铁球团磨矿前，采用了一段开路破碎，使球团破碎到有益于磨矿的细度。一方面，使得所消耗的能量小于采用磨矿的方式达到同一粒度所消耗的能量；另一方面，先将球团矿进行一段开路破碎，致使球团矿内布满裂缝，接下来在一段磨矿时球团沿裂缝充分解离，有利于提高球磨机处理能力，降低破磨总能耗的15％～30％，这也符合“多碎少磨”的理念。

另外，直接还原球团矿因还原前生球配入还原煤，在还原过程中，还原煤参与反应，留下表面多孔的熟球团矿。但是，在温度较高的直接还原过程中，球团内部形成较多玻璃相的粘结相，致使熟球团矿与原生矿石呈现不同的磨矿特性。熟球团矿硬度较一般原生矿石要高，脆性较大，而球磨以冲击和磨剥作用为主，不能有效达到磨矿效果。

本发明中将破碎与磨矿紧密结合，特别是采用高压辊磨机作为细碎设备处理直接还原含铁球团矿，以压破力为主可使较坚硬的球团矿产生足够多的裂缝，在紧接的后续磨矿中，裂缝迅速扩大，球团矿体积急剧增加，随后转为常规的以比表面积增加为主的磨矿工序，通过分级设备和细筛控制分级最终达到有用矿物单体解离的目的。

作为本发明的创新点之一，球磨机与分级设备联合工作，在直接提高了分级效率的同时，也提高了球磨机的处理能力。一段磨矿系统和二段磨矿系统通过强化分级作业，提高分级效率，使合格的矿粒尽早脱离磨矿分级循环，减少“不必要的磨碎”；三段磨矿系统则采用高频细筛组合构成闭路磨矿，因三段磨矿一般已达到-325目占80％～90％左右，且一、二段磨矿常与一段磁选结合，磁选抛尾后三段磨机的处理量减少，为三段强化分级效果，采用高频细筛对磨矿产品进行分级，使磨矿电耗降低，三段磨机处理能力提高50％以上。

有益效果：本发明用于直接还原含铁球团解离的系统设计科学合理，一方面将破碎与磨矿紧密结合，可有效节省能耗，节省球团矿解离所需成本；另一方面采用三段磨矿分级系统，进一步提高了破碎分级效率，保证了所得产物粒度均匀、符合要求。

附图说明

图1是使用本发明的系统解离直接还原含铁球团的工艺流程图；

图2是本发明用于直接还原含铁球团的解离系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出详细说明。

实施例1

如图1所示，为使用本发明的系统解离直接还原含铁球团的流程，具体为：首先将直接还原球矿团放入破碎系统1，经过破碎之后直接导入一段磨矿系统3进行磨矿分级，符合分级要求的溢流进入二段磨矿系统4，不符合要求的则返砂回一段磨矿系统3进行再磨；进入二段磨矿系统4后先检查分级，符合分级要求的溢流进入三段段磨矿系统5，不符合要求的则进入二段磨矿系统4进行再磨；进入三段段磨矿系统5后先检查分级，不符合要求的则进入三段磨矿系统5进行再磨，符合分级要求的产物直接排出即可，直至排出全部达标产物。

实施例2

如图2所示的用于直接还原含铁球团的解离系统，包括破碎系统1和磨矿分级系统2，其中，破碎系统1包括破碎设备11、传送设备12和储料设备13，具体的，破碎设备11为高压辊磨机、传送设备12为大倾角胶带机、储料设备13为粉矿仓；磨矿分级系统2包括一段磨矿系统3、二段磨矿系统4和三段磨矿系统5，上述破碎系统1、一段磨矿系统3、二段磨矿系统4和三段磨矿系统5顺次连接在一起。具体的，一段磨矿系统3包括依次连接的一段球磨机31、一段分级设备给矿泵32和一段分级设备33；二段磨矿系统4包括二段球磨机41、二段分级设备给矿泵42和二段分级设备43；三段磨矿系统5包括三段球磨机51、高频细筛给矿泵52和高频细筛53。所述一段分级设备33和二段分级设备43均为水力旋流器。

其中，一段分级设备33包括两个出口，一个为溢流出口，直接连接二段磨矿系统4的二段分级设备给矿泵42；一个为返砂出口，返回与一段球磨机31连接形成回路。二段分级设备43包括两个出口，一个为溢流出口，直接连接三段磨矿系统5的高频细筛给矿泵52；一个直接与二段球磨机41连接形成回路。高频细筛53包括两个出口，一个为溢流出口，直接排出达标产物；一个直接与三段球磨机51连接形成回路。

上述用于直接还原含铁球团的解离系统工作时，直接还原含铁球团首先进入破碎设备11破碎后，通过传送设备12运送至储料设备13，然后导入一段球磨机31，经过一段球磨机31球磨之后的产物经由一段分级设备给矿泵32导入一段分级设备33进行检查分级，不符合要求的产物返砂回一段球磨机31再磨；符合要求的产物溢流出，直接连接二段分级设备给矿泵42，导入二段分级设备43进行检查分级，不符合要求的产物直接进入二段球磨机41再磨；符合要求的产物溢流出，直接连接高频细筛给矿泵52，导入高频细筛53进行检查分级，不符合要求的产物直接进入三段球磨机51再磨，符合要求的产物溢流排出。