粉磁化焙烧与冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉磁化焙烧与冷却系统，属于矿山设备【技术领域】。本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，包括给料机，所述给料机的出料口与由2~5级悬浮预热器组成的悬浮预热系统相连，所述第一级悬浮预热器的烟气出口与引风机相连，所述引风机与收尘器相连；所述悬浮预热系统分别连接磁化焙烧炉与冷却系统，所述磁化焙烧炉的烟气进口与所述热风炉烟气出口相连；所述磁化焙烧炉的烟气进口处设有燃烧器。本发明具有投资小、磁化焙烧快、生产效率高、生产成本低、能耗低等众多优点。与现有悬浮磁化焙烧炉、闪速炉等磁化焙烧系统相比，具有工艺简单、紧凑，焙烧矿冷却可选，投资更省，实用性更强等优点。
【专利说明】粉磁化焙烧与冷却系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉磁化焙烧与冷却系统，尤其是一种超细弱磁铁矿粉的磁化焙烧与冷却工艺系统，包括超细菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、黄铁矿等弱磁铁矿的磁化焙烧与冷却工艺系统。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的高速发展，对矿石资源的需求量越来越大，尤其是铁矿资源。目前，中国大部分铁矿石需要进口，铁矿石进口价格一度攀升，使得国内钢铁企业盈利空间急剧缩小，为实现中国钢铁企业的可持续发展，必须开发国内的铁矿资源。我国97%的铁矿资源为贫矿，富矿极少，对贫矿采用重选、浮选和强磁选相结合的选矿工艺也很难实现铁资源的有效分离。在开采、选矿过程中形成的超细粉体的铁矿几乎没办法使用，采用磁化焙烧使弱磁性的铁矿形成强磁的磁铁矿，通过弱磁选分离铁矿与脉石，已被证明是有效的分离方法。但一直以来，对超细粉体的弱磁铁矿物的磁化焙烧技术和焙烧系统未能取得突破性的进展，规模扩大后，其工艺参数难以控制，且生产成本高。采用竖炉还原焙烧系统，或采用回转窑还原系统，其焙烧时间长、还原过程缓慢，生产效率低下，能耗高等诸多缺点，均未获得进一步发展或已停止生产。前苏联也曾建有回转窑，但由于其生产成本高和能耗高等限制，也停止生产。也有研究者将超细粉体制成球团矿，送入回转窑进行磁化焙烧，再进行磁选，选别指标较好，但由于工艺流程长且过程复杂，能耗较高，经济价值低，导致该种技术一直没有大规模的工业化应用。还有研究者发明了悬浮磁化焙烧装置，如悬浮磁化焙烧装置、闪速磁化焙烧炉等，但存在结构复杂、炉内气氛控制复杂、冷却工艺单一等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种粉磁化焙烧与冷却系统，特别是超细粉体(〈100 μ m)的菱铁矿、赤铁矿、揭铁矿、针铁矿和黄铁矿等难选铁矿石在闻温还原条件和悬浮状态下，在数十秒内实现弱磁(Fe203)向强磁的磁铁矿或Y- Fe203转换，把超细粉体弱磁菱铁矿、赤铁矿、揭铁矿、针铁矿和黄铁矿等铁矿磁化倍烧成强磁的磁铁矿或Y - Fe203的磁化焙烧与冷却工艺系统。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，包括给料机，所述给料机的出料口与由2飞级悬浮预热器组成的悬浮预热系统相连，所述第一级悬浮预热器的烟气出口与引风机相连，所述引风机与收尘器相连；所述悬浮预热系统分别连接磁化焙烧炉与冷却系统，所述磁化焙烧炉的烟气进口与所述热风炉烟气出口相连；所述磁化焙烧炉的烟气进口处设有燃烧器。
[0005]由于采用了上述结构，超细铁矿粉(全铁品位39%)通过给料机进入管道并与管道内的烟气进行快速换热，在气流的作用下，含尘烟气进入悬浮预热系统将烟气和物料分离，烟气通过管道被引风机带走，悬浮预热系统收下的物料进入磁化焙烧炉内进行悬浮焙烧磁化，焙烧后的物料通过管道在烟气作用下进入物料悬浮预热系统，含尘烟气在物料悬浮预热系统中完成物料与烟气分离，分离的物料则进入冷却系统(空冷或水冷)，冷却后得到强磁铁矿(磁铁矿或Y - Fe2O3)。物料悬浮预热系统产生的废气经过管道依次与引风机和收尘器相连，烟气中所含粉尘通过收尘器收集，废气直接排放。与传统的回转窑系统相比，本发明可省去投资很大的还原设备一回转窑，且矿物处理量大，能源消耗显著降低，生产成本大幅度降低；根据焙烧矿物的性质及所需的气氛，通过调节燃烧器所充不同气氛的性质及流量，使之与垂直进风管及螺旋进风管的热气发生二次燃烧，从而将调节成氧化性(强氧化性、弱氧化性)、中性、还原性(强还原性、弱还原性)气氛，使矿物的焙烧与磁化反应一次迅速完成。与现有磁化焙烧系统相比，工艺流程更简单、紧凑，且可根据需要选择水冷或空冷，实用性更强。本发明所述的焙烧冷却系统中的焙烧气氛根据焙烧矿需要可选氧化性、中性、还原性气氛，比现有磁化焙烧系统的原料选择对象更广，可用较低的能耗和投资，完成超细粉体菱铁矿、赤铁矿、揭铁矿、针铁矿和黄铁矿等铁矿的磁化倍烧与冷却，提闻了弱磁矿的回收率及品位。
[0006]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，所述悬浮预热系统由三级悬浮预热器组成，其包括第一级悬浮预热器、第二级悬浮预热器和第三级悬浮预热器，其中所述给料机的出料口与一级悬浮预热器的入料口相连，所述第一级悬浮预热器的烟气出口与引风机相连；所述第一级悬浮预热器的出料口与第二级悬浮预热器的烟气进口相连，第二级悬浮预热器出料口与磁化焙烧炉相连；所述磁化焙烧炉的烟气出口与第三级悬浮预热器进料口相连；所述第二级悬浮预热器的烟气进口与第三级悬浮预热器的烟气出口相连，所述第三级悬浮预热器的出料口与冷却系统相连。
[0007]由于采用了上述结构，超细铁矿粉(全铁品位39%)通过给料机进入管道并与管道内的烟气进行快速换热，在气流的作用下，含尘烟气进入一级悬浮预热器将烟气和物料分离，烟气通过管道被引风机带走，收下的物料经过锁风阀进入与第二级悬浮预热器2、相连的管道与烟气进行第二次热交换，此时物料温度达到350°C以上，含尘烟气进入二级悬浮预热器进行烟气和物料的分离，烟气进入与一级悬浮预热器相连的管道，物料通过锁风阀进入磁化焙烧炉内进行悬浮焙烧磁化，焙烧后的物料通过管道在烟气作用下进入第三级悬浮预热器3，含尘烟气在第三级悬浮预热器中完成物料与烟气分离，分离的烟气通过管道进入第二级悬浮预热器，物料则通过三通阀进入冷却系统(空冷或水冷)，冷却后得到强磁铁矿(磁铁矿或Y- Fe2O3)。一级悬浮预热器产生的废气经过管道依次与引风机和收尘器相连，烟气中所含粉尘通过收尘器收集，废气直接排放。
[0008]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，所述第一级悬浮预热器的出料口与第二级悬浮预热器的烟气进口连接的管道、以及第二级悬浮预热器出料口与磁化焙烧炉连接的管道上均设有锁风阀。
[0009]由于采用了上述结构，通过锁风阀可对管道进行控制，操作极为简便，使用便捷。
[0010]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，所述冷却系统包括风冷系统和水冷系统，其中所述第三级悬浮预热器的出料口连接有三通阀，所述三通阀的一个下料端接水冷系统，另一下端接风冷系统。
[0011]由于采用了上述结构，根据矿物性质和实际需求，三通阀下料端一端接水冷，另一端接空冷并可根据冷却需要在两者之间切换。
[0012]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，其中每级悬浮预热器、磁化焙烧炉、热风炉、收尘器以及冷却系统中分别装有测温元件和压力元件，对磁化焙烧过程实时监控。
[0013]由于采用了上述结构，每级悬浮预热器、磁化焙烧炉、热风炉、收尘器等关键设备装有测温元件及压力元件，对磁化焙烧过程实行实时监控，并根据生产需要对压力及温度进行调节。使得产品磁铁矿经过弱磁选，可得到回收率>90%，全铁品位>65%的高品位铁精矿，选别指标良好。
[0014]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，所述磁化焙烧炉由螺旋进风管、垂直进风管、进料口、反应室、出气管以及燃烧器组成，其中反应室由圆柱体和下部组成，所述进料口置于倒圆锥台旁，所述螺旋进风管沿切线进入磁化焙烧炉的上倒圆锥台的下端，所述垂直进风管与磁化焙烧炉的上倒圆锥台下端直接连接，所述小燃烧器装于磁化焙烧炉的下端。
[0015]由于采用了上述结构，根据焙烧矿物的性质及所需的气氛，通过与螺旋进风管和垂直进风管的配合，可独立调节烟气成分，分别调节成氧化性、中性、还原性气氛，使矿物的焙烧与磁化反应一次迅速完成。
[0016]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，其中所述螺旋进风管上装有流量调节阀。
[0017]由于采用了上述结构，可对进入磁化焙烧炉的风量进行控制和调节，确保其焙烧效果。
[0018]本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，其中每级悬浮预热器是旋风预热器、立筒预热器或组合预热器中的一种；所述热风炉的风压可调。
[0019]由于采用了上述结构，可根据实际需要任意选择，适用范围广，适合推广应用。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
与传统的回转窑系统相比，本发明可省去投资很大的还原设备一回转窑，且矿物处理量大，能源消耗显著降低，生产成本大幅度降低；与现有磁化焙烧系统相比，工艺流程更简单、紧凑，且可根据需要选择水冷或空冷，实用性更强。本发明所述的焙烧冷却系统中的焙烧气氛根据焙烧矿需要可选氧化性、中性、还原性气氛，比现有磁化焙烧系统的原料选择对象更广，可用较低的能耗和投资，完成超细粉体菱铁矿、赤铁矿、揭铁矿、针铁矿和黄铁矿等铁矿的磁化焙烧与冷却，提高了弱磁矿的回收率及品位。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的悬浮磁化焙烧和冷却系统示意图。
[0022]图中标记:1-第一级悬浮预热器、2-第二级悬浮预热器、3-第三级悬浮预热器，4-磁化焙烧炉，5-冷却系统，6-热风炉，7-燃烧器，8-收尘器，9-引风机，10-给料机，11、12-锁风阀。
【具体实施方式】
[0023]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0024]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0025]如图1所示，本发明的粉磁化焙烧与冷却系统，包括给料机10，所述给料机10的出料口与由2飞级悬浮预热器组成的悬浮预热系统相连，所述第一级悬浮预热器I的烟气出口与引风机9相连，所述引风机9与收尘器8相连；所述悬浮预热系统分别连接磁化焙烧炉4与冷却系统5，所述冷却系统5包括风冷系统和水冷系统，其中所述第三级悬浮预热器3的出料口连接有三通阀13，所述三通阀13的一个下料端接水冷系统，另一下端接风冷系统；所述磁化焙烧炉4的烟气进口与所述热风炉6烟气出口相连；所述热风炉6风压可调，所述磁化焙烧炉4的烟气进口处设有燃烧器7。
[0026]本例中所述悬浮预热系统由三级悬浮预热器组成，其包括第一级悬浮预热器1、第二级悬浮预热器2和第三级悬浮预热器3，其中给料机10的出料口与一级悬浮预热器I的入料口相连。一级悬浮预热器I的出料口通过锁风阀12和管道与第二级悬浮预热器2的烟气进口相连。第二级悬浮预热器2出料口通过锁风阀11和管道与磁化焙烧炉4相连。磁化焙烧炉4的烟气出口通过管道与第三级悬浮预热器3进料口相连。热风炉6烟气出口通过管道与磁化焙烧炉4的烟气进口相连。燃烧器7通过管道与磁化焙烧炉4烟气进口相连。第三级悬浮预热器3的出料口通过三通阀13与冷却系统5相连。第三级悬浮预热器3的烟气出口通过管道与第二级悬浮预热器2的烟气进口相连。一级悬浮预热器I的烟气出口通过管道与引风机9相连。引风机9通过管道与收尘器8相连。其中每级悬浮预热器、磁化焙烧炉4、热风炉6、收尘器8以及冷却系统5中分别装有测温元件和压力元件，对磁化焙烧过程实时监控。所述磁化焙烧炉4由螺旋进风管、垂直进风管、进料口、反应室、出气管以及燃烧器7组成，其中反应室由圆柱体和下部组成，所述进料口置于倒圆锥台旁，所述螺旋进风管沿切线进入磁化焙烧炉4的上倒圆锥台的下端，所述垂直进风管与磁化焙烧炉4的上倒圆锥台下端直接连接，所述燃烧器7装于磁化焙烧炉的下端。其中所述螺旋进风管上装有流量调节阀；其中每级悬浮预热器是旋风预热器、立筒预热器或组合预热器中的一种。
[0027]超细铁矿粉(全铁品位39%)通过给料机进入管道并与管道内的烟气进行快速换热，在气流的作用下，含尘烟气进入一级悬浮预热器I将烟气和物料分离，烟气通过管道被引风机9带走，收下的物料经过锁风阀12进入与第二级悬浮预热器2相连的管道与烟气进行第二次热交换，此时物料温度达到350°C以上，含尘烟气进入二级悬浮预热器进行烟气和物料的分离，烟气进入与一级悬浮预热器相连的管道，物料通过锁风阀11进入磁化焙烧炉4内进行悬浮焙烧磁化，焙烧后的物料通过管道在烟气作用下进入第三级悬浮预热器3，含尘烟气在第三级悬浮预热器3中完成物料与烟气分离，分离的烟气通过管道进入第二级悬浮预热器2，物料则通过三通阀13进入冷却系统(空冷或水冷)，冷却后得到强磁铁矿(磁铁矿或Y- Fe203)。一级悬浮预热器产生的废气经过管道依次与引风机和收尘器相连，烟气中所含粉尘通过收尘器收集，废气直接排放。
[0028]每级悬浮预热器、磁化焙烧炉、热风炉、收尘器等关键设备装有测温元件及压力元件，对磁化焙烧过程实行实时监控，并根据生产需要对压力及温度进行调节。
[0029]上述得到的产品磁铁矿经过弱磁选,可得到回收率>90%,全铁品位>65%的高品位铁精矿，选别指标良好。
[0030]与传统的回转窑系统相比，本发明可省去投资很大的还原设备一回转窑，且矿物处理量大，能源消耗显著降低，生产成本大幅度降低；与现有磁化焙烧系统相比，工艺流程更简单、紧凑，且可根据需要选择水冷或空冷，实用性更强。本发明所述的焙烧冷却系统中的焙烧气氛根据焙烧矿需要可选氧化性、中性、还原性气氛，比现有磁化焙烧系统的原料选择对象更广，可用较低的能耗和投资，完成超细粉体菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿、针铁矿和黄铁矿等铁矿的磁化焙烧与冷却，提高了弱磁矿的回收率及品位。
[0031]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:包括给料机(10),所述给料机(10)的出料口与由2飞级悬浮预热器组成的悬浮预热系统相连，所述第一级悬浮预热器(1)的烟气出口与引风机(9)相连，所述引风机(9)与收尘器(8)相连；所述悬浮预热系统分别连接磁化焙烧炉(4)与冷却系统(5 )，所述磁化焙烧炉(4)的烟气进口与所述热风炉(6 )烟气出口相连；所述磁化焙烧炉(4 )的烟气进口处设有燃烧器(7 )。
2.如权利要求1所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:所述悬浮预热系统由三级悬浮预热器组成，其包括第一级悬浮预热器〔0、第二级悬浮预热器(2)和第三级悬浮预热器(3),其中所述给料机(10)的出料口与一级悬浮预热器(1)的入料口相连，所述第一级悬浮预热器(1)的烟气出口与引风机(9)相连；所述第一级悬浮预热器(1)的出料口与第二级悬浮预热器(2)的烟气进口相连，第二级悬浮预热器(2)出料口与磁化焙烧炉(4)相连；所述磁化焙烧炉(4)的烟气出口与第三级悬浮预热器(3)进料口相连；所述第二级悬浮预热器(2 )的烟气进口与第三级悬浮预热器(3 )的烟气出口相连，所述第三级悬浮预热器(3 )的出料口与冷却系统(5)相连。
3.如权利要求2所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:所述第一级悬浮预热器(1)的出料口与第二级悬浮预热器(2)的烟气进口连接的管道、以及第二级悬浮预热器(2)出料口与磁化焙烧炉(4 )连接的管道上均设有锁风阀。
4.如权利要求2或3所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:所述冷却系统(5)包括风冷系统和水冷系统，其中所述第三级悬浮预热器(3)的出料口连接有三通阀(13),所述三通阀(13)的一个下料端接水冷系统，另一下端接风冷系统。
5.如权利要求1或2或3所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:其中每级悬浮预热器、磁化焙烧炉“)、热风炉“)、收尘器(8)以及冷却系统(5)中分别装有测温元件和压力元件，对磁化焙烧过程实时监控。
6.如权利要求1或2或3所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:所述磁化焙烧炉(4)由螺旋进风管、垂直进风管、进料口、反应室、出气管以及燃烧器(7)组成，其中反应室由圆柱体和下部组成，所述进料口置于倒圆锥台旁，所述螺旋进风管沿切线进入磁化焙烧炉(4)的上倒圆锥台的下端，所述垂直进风管与磁化焙烧炉(4)的上倒圆锥台下端直接连接，所述燃烧器(7)装于磁化焙烧炉的下端。
7.如权利要求6所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:其中所述螺旋进风管上装有流量调节阀。
8.如权利要求1或2或3或7所述的粉磁化焙烧与冷却系统，其特征在于:其中每级悬浮预热器是旋风预热器、立筒预热器或组合预热器中的一种；所述热风炉(6)风压可调。
【文档编号】C22B1/02GK104357651SQ201410597539
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】何亚明, 魏勇, 徐智平 申请人:成都利君实业股份有限公司