一种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法
【专利摘要】本发明提出了一种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于采用易于控制温度的烟气炉产生的高温烟气加热弱磁性铁矿石和煤粉物料，使得弱磁性铁矿石物料均匀受热，磁化还原反应稳定。采用本方法磁化弱磁性铁矿石与传统方法相比，磁化反应过程稳定、高效，不易形成铁橄榄石而造成结圈，提高磁化还原系统的运转率。本发明生产工艺简单，故障率低，不仅可供新建工厂使用，也可用于改造现有工厂以降低其故障率，提升竞争力。
【专利说明】一种磁化培烧弱磁性铁矿石的方法
【技术领域】:
[0001]本发明属于矿物化工【技术领域】，特别涉及一种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，具体涉及利用烟气作为铁矿石磁化还原反应的热源，降低回转窑因反应物料熔化烧结而造成
结圈的故障率。
【背景技术】:
[0002]我国铁矿石储量丰富，资源总量有500多亿吨，占世界总经济储量的16%，但其中可经济利用的仅占28.2%,铁金属储量仅占世界基础储量的9%，铁矿石平均品位30%，而除中国以外世界其他地区原矿平均含铁高达55%。目前，已发现的铁矿物和含铁矿物约300多种，其中常见的有170余种，但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钦铁矿、揭铁矿和菱铁矿等。其中揭铁矿、菱铁矿、赤铁矿等弱磁性铁矿石因为不能进行磁选，所以直接用常规选矿方法将很困难，因此必须对其先进行磁化焙烧。
[0003]铁矿石磁化焙烧是指在矿石中添加还原剂进行高温处理，常用的还原剂是煤和碳。在制取高纯度产品时，可用氢气、一氧化碳或甲烷作为焙烧还原剂。例如，贫氧化铁矿在加热下用水煤气还原，可使其中的三氧化二铁大部分还原为四氧化三铁，少量还原为氧化亚铁和金属铁。因为该过程中的三氧化二铁具有弱磁性，四氧化三铁具有强磁性，利用这种差别可以进行磁选，故此过程又称磁化焙烧。
[0004]磁化焙烧工艺因耗能与成本高而一度停滞不前。鉴于近年进口铁矿石价格的飘升和我国相对富有的 煤炭资源，目前国内难选铁矿的工业生产应用大多采用回转窑来进行磁化焙烧处理。但由于传统回转窑直接采用窑内燃气火焰加热铁矿石，导致温度不易控制且不稳定，易造成局部或者整体的高温环境，使矿粒中的低熔点成分熔化烧结形成铁橄榄石，粘附在窑壁上，进而造成回转窑结圈，影响回转窑正常工作。
[0005]造成回转窑结圈的铁橄榄石是一种坚硬物质。在回转窑转动过程中，一些炉料特别是颗粒极细，比重很轻的粉末，很容易附集于不光滑的窑壁上，当遇到料层内部的还原性气氛和料层表面与窑内空间的氧化性气氛时，这些粉末在氧化发热和还原熔融的相互作用下发生烧结粘连，并伴随产生低熔点化合物，甚至形成液相，当窑运转时，这些夹带有低熔点化合物(液相)的粘结料被运行中的炉料冷却，并粘结到窑壁上。如此循环往复，炉料将不断粘结并向窑内纵横方向延伸，一旦粘结物的坚实核心形成，随着高温和氧化条件的加骤，核心物似滚雪球式不断长大形成铁橄榄石，到窑头高温带时，就形成了严重的结圈。因此造成窑内结圈的根本原因是高温环境和低熔点物质的存在，这两个不利因素只有任意去掉一个，即可解决窑内结圈的问题。本发明方法在着重解决了回转窑的温度不易控制且不稳定，易造成局部或者整体的高温环境的问题的同时，亦较好地解决了低熔点物质产生的问题。
【发明内容】
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[0006]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种工艺简单、成本较低的磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，以实现降低磁化焙烧设备的故障率和提高热能利用效率的目的。
[0007]—种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于:弱磁性铁矿石和煤粉在回转窑进行磁化反应的热源由烟气炉产生的高温烟气提供。
[0008]所述的烟气炉产生的高温烟气的温度为850~950°C。
[0009]本发明的磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于包括以下的具体步骤:
[0010](I)在现有的磁化焙烧弱磁性铁矿石的回转窑设备上增设烟气炉、高温烟气的流通管路和鼓风机，去除现有回转窑设备上的煤粉燃烧器和二次进风设备；
[0011](2)烟气炉产生的高温烟气经鼓风机送入回转窑以加热弱磁性铁矿石和煤粉；
[0012](3)加热完成后，已经降温的烟气经过过滤从回转窑另一端排出 ；
[0013](4)弱磁性铁矿石和煤粉反应产生的物料通过回转窑的另一端输出进入冷却设备降温后运至堆棚堆放或直接运至选矿设备进行选矿。
[0014]所述的弱磁铁矿石和煤粉是与高温烟气同向进入回转窑。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1、本发明充分利用了烟气炉的高温烟气温度易于控制的特性，将烟气炉的高温烟气作为磁化焙烧弱磁性铁矿石的热源，使得磁化还原反应的温度稳定可控，降低了回转窑因低熔点的物质在高温下熔化烧结形成铁橄榄石而造成结圈的故障率，既节省了高昂的维护费用，又降低了因故障停产造成的巨大经济损失。该技术仅需在现有磁化焙烧弱磁性铁矿石的回转窑的基础上增设一个烟气炉、一条通风管路和一个鼓风机，具有工艺简单，成本低，效率高的优势。
[0017]2、不具氧化性的高温烟气充满整个回转窑，使得本发明的方法较传统方法相比，磁化还原反应的氛围更好、效率更高，同时也避免了物料粉末因氧化发热和还原熔融的相互作用下而发生烧结粘连并伴随产生低熔点化合物，进而降低了回转窑结圈的可能性。
[0018]3、由于采用了烟气加热的方法，使得回转窑无需煤粉燃烧器及燃烧器所需的二次进风设备，避免了完成磁化还原反应的铁矿石与二次进风的氧化气氛相遇，使得磁铁矿石被氧化成弱磁铁矿石。同时，由于没有采用煤粉燃烧器加热方式，使得回转窑内部不会产生局部高温环境，避免了低熔点物料烧结粘连形成铁橄榄石，从而造成结圈事故。
[0019]4、烟气炉的高温烟气的温度范围为850~950°C，而燃气火焰的温度要超过1200°C，弱磁铁矿石在550°C左右就可以发生磁化还原反应，因此将烟气炉的高温烟气作为反应的热源是满足温度要求的，且热量浪费较火焰加热的方式要少。
[0020]5、由于本方法采用的是气体加热固体的加热方式，较传统回转窑火焰加热的方式相比，弱磁性铁矿石受热更加均匀且面积更大，升温过程更加线性，使得弱磁性铁矿石的磁化还原反应更加稳定、闻效。
[0021]总之该方法很好的解决了磁化焙烧弱磁性铁矿石时回转窑结圈的问题，磁化反应稳定高效，燃料利用率高。
【专利附图】
【附图说明】:
[0022]图1为本发明的工艺流程图。
[0023]具体的实施方式:
[0024]以下结合附图，对依据本发明提出的一种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法的【具体实施方式】做出说明，详细说明如后。
[0025]一种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，弱磁性铁矿石和煤粉在回转窑进行磁化反应的热源由烟气炉产生的高温烟气提供；所述的烟气炉产生的高温烟气的温度为850~9500C ;所述的弱磁铁矿石和煤粉是与高温烟气同向进入回转窑；具体步骤:
[0026](I)在现有的磁化焙烧弱磁性铁矿石的回转窑设备上增设烟气炉、高温烟气的流通管路和鼓风机，去除现有回转窑设备上的煤粉燃烧器和二次进风设备；
[0027](2)烟气炉中产生的高温烟气经鼓风机送入回转窑以加热弱磁性铁矿石和煤粉；
[0028](3)加热完成后，已经降温的烟气经过过滤从回转窑另一端排出；
[0029](4)弱磁性铁矿石和煤粉反应产生的物料通过回转窑的另一端输出进入冷却设备降温后运至堆棚堆放或直接运至选矿设备进行选矿。
[0030]本发明的磁化工艺:
[0031]如图1所示，烟气炉产生的高温烟气经鼓风机吹入回转窑，加热回转窑中已经混合的弱磁矿石和还原煤，待温度达到所需的反应温度550°C时，发生磁化还原反应，弱磁矿石中的不具磁性的三氧化二铁被还原为具有强磁性的四氧化三铁；反应完成后输出具有磁性的磁化矿石和温度有所降低的低温烟气。
【权利要求】
1.一种磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于:弱磁性铁矿石和煤粉在回转窑进行磁化反应的热源由烟气炉产生的高温烟气提供。
2.根据权利要求1所述的磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于:所述的烟气炉产生的高温烟气的温度为850~950°C。
3.根据权利要求2中所述的磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于包括以下的具体步骤: (1)在现有的磁化焙烧弱磁性铁矿石的回转窑设备上增设烟气炉、高温烟气的流通管路和鼓风机，去除现有回转窑设备上的煤粉燃烧器和二次进风设备； (2)烟气炉中产生的高温烟气经鼓风机送入回转窑以加热弱磁性铁矿石和煤粉； (3)加热完成后，已经降温的烟气经过过滤从回转窑另一端排出； (4)弱磁性铁矿石和煤粉反应产生的物料通过回转窑的另一端输出进入冷却设备降温后运至堆棚堆放或直接运至选矿设备进行选矿。
4.根据权利要求3中所述的磁化焙烧弱磁性铁矿石的方法，其特征在于:所述的弱磁铁矿石和煤粉是与高温烟气同向进入`回转窑。
【文档编号】C22B1/02GK103643032SQ201310638981
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】李福洲, 邓龙辉, 张亦伟, 李贵超, 刘明亮 申请人:武汉理工大学