处理含铁油泥的系统和方法与流程

本发明属于冶金领域，具体而言，本发明涉及处理含铁油泥的系统和方法。

背景技术：

一个产量100万吨的冷轧带钢厂，含铁油泥一年产生3000～4000吨，其中含铁油泥的主要成分铁和氧化铁占比70～80％，其余为乳化液和水分。对其做相关的处理可回收铁和乳化液中的油。目前，含铁油泥通常作为固体废物处理，这样既要花费油泥处置费，又会浪费铁资源和造成环境二次污染。

处理含铁油泥方法有焚烧法，特点是将含铁油泥进行焚烧，利用焚烧产生的高温烟气干燥并氧化四氧化三铁制得三氧化二铁。此方法没有回收利用含铁油泥中的油，而且在焚烧过程中容易产生烟尘和污水等二次污染。也有采用通过添加表面活性剂去除含铁油泥中油份的方法。此方法需要添加化学试剂，导致处理成本增加，而且油份脱除不彻底，同时产生新的污水。

将含铁油泥按一定比例同铁矿混合后，采用传统的“高炉—转炉”炼铁流程工艺，该流程虽然技术成熟和巨大生产能力等优点，但是仍然存在不足：一是对优质焦炭的强烈依赖要求；二是含铁油泥进入高炉内极易发生结焦，易堵塞高炉，并造成炉膛控制困难。

因此，现有的处理含铁油泥的技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理含铁油泥的系统和方法，采用该系统可以有效回收含铁油泥中的高附加值的油品和铁元素，并且在冶炼过程中不会发生结焦现象，从而在保证设备稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铁油泥的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：

混合装置，所述混合装置具有含铁油泥入口、铁矿粉入口、粘结剂入口、煤粉入口和混合物料出口；

压球装置，所述压球装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

预处理装置，所述预处理装置具有混合球团入口、油气混合物出口和预处理后混合球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；

转底炉，所述转底炉具有预处理后混合球团入口、还原烟气出口和还原固体产物出口，并且所述转底炉内布置有烧嘴，所述预处理后混合球团入口与所述预处理后混合球团出口相连；

燃气熔分炉，所述燃气熔分炉具有还原固体产物入口、熔分烟气出口、铁水出口和残渣出口，所述还原固体产物入口与所述还原固体产物出口相连。

由此，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂依次供给至混合装置进行混合，由于含铁油泥具有粘性，因此含铁油泥可以替代部分粘结剂，从而降低原料成本，并且通过混合过程可以直接降低含铁油泥的粘性，从而在后续处理过程中可以有效避免含铁油泥粘附在设备表面，从而保证设备稳定运行，然后通过将上述混合均匀后的混合料进行压球处理，可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，并且经过后段预处理，含铁油泥中有机组分以气体形式即油气混合物挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉的接触面积，从而使其进入转底炉进行还原过程时具有较高的还原效率，同时将挥发出来的油气混合物经后续油气分离处理即可得到高附加值的油品，从而可以有效避免转底炉还原过程中的结焦问题，然后将预处理后混合球团依次供给至转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以有效回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统可以在保证设备稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。

另外，根据本发明上述实施例的处理含铁油泥的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述预处理装置中沿着物料运动方向依次分为干燥段和干馏段，所述混合球团入口设置在所述干燥段，所述预处理后混合球团出口和所述油气混合物出口设置在所述干馏段。由此，可以有效分离出含铁油泥中的高附加值的油品，从而提高含铁油泥的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的系统进一步包括：油气净化分离装置，所述油气净化分离装置具有油气混合物入口、可燃气出口和油水混合物出口，所述油气混合物入口与所述油气混合物出口相连，所述可燃气出口与所述转底炉内的烧嘴相连；油水分离装置，所述油水分离装置具有油水混合物入口、轻质油出口、水出口和重质油出口，所述油水混合物入口与所述油水混合物出口相连。由此，可以显著提高含铁油泥的经济性。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的系统进一步包括：蓄热式空预器，所述蓄热式空预器具有空气入口、高温烟气入口、换热后烟气出口和换热后空气出口，所述高温烟气入口与所述还原烟气出口和所述熔分烟气出口中的至少之一相连，所述换热后空气出口与所述烧嘴和所述燃气熔分炉中的至少之一相连；烟气净化装置，所述烟气净化装置具有烟气入口和净化烟气出口，所述烟气入口与所述换热后烟气出口相连。由此，可以显著降低系统能耗。

在本发明的一些实施例中，所述还原烟气出口和所述熔分烟气出口中的至少之一与所述预处理装置相连。由此，可以显著降低预处理过程能耗。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种处理含铁油泥的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)将含铁油泥、铁矿粉、粘结剂与煤粉供给至所述混合装置中进行混合处理，以便得到混合物料；

(2)将所述混合物料供给至所述压球装置中进行造球，以便得到混合球团；

(3)将所述混合球团供给至所述预处理装置中进行预处理，以便得到油气混合物和预处理后混合球团；

(4)将所述预处理后混合球团供给至所述转底炉中进行还原处理，以便得到还原烟气和还原固体产物；

(5)将所述还原固体产物供给至所述燃气熔分炉中进行熔分处理，以便得到熔分烟气、铁水和残渣。

由此，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂依次供给至混合装置进行混合，由于含铁油泥具有粘性，因此含铁油泥可以替代部分粘结剂，从而降低原料成本，并且通过混合过程可以直接降低含铁油泥的粘性，从而在后续处理过程中可以有效避免含铁油泥粘附在设备表面，从而保证设备稳定运行，然后通过将上述混合均匀后的混合料进行压球处理，可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，并且经过后段预处理，含铁油泥中有机组分以气体形式即油气混合物挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉的接触面积，从而使其进入转底炉进行还原过程时具有较高的还原效率，同时将挥发出来的油气混合物经后续油气分离处理即可得到高附加值的油品，从而可以有效避免转底炉还原过程中的结焦问题，然后将预处理后混合球团依次供给至转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以有效回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统可以在保证设备稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。

另外，根据本发明上述实施例的处理含铁油泥的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述预处理包括干燥处理和干馏处理，将所述混合球团依次进行所述干燥处理和所述干馏处理，得到预处理后混合球团和油气混合物。由此，可以有效分离出含铁油泥中的高附加值的油品，从而提高含铁油泥的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，所述干燥处理的温度为140～300摄氏度，所述干馏处理的温度为200～500摄氏度，所述干燥处理和所述干馏处理的时间总和为20～120分钟。由此，可以显著提高含铁油泥中油品的收率。

在本发明的一些实施例中，所述预处理后混合球团中含水率不高于0.4wt％，挥发分不高于8wt％。由此，可以进一步提高球团的还原效率。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的方法进一步包括：(6)将所述油气混合物供给至所述油气净化分离装置中进行分离处理，以便得到可燃气和油水混合物，并将所述可燃气返回至步骤(4)中的所述转底炉的烧嘴作为燃料使用；(7)将所述油水混合物供给至所述油水分离装置中进行分离处理，以便得到轻质油、水和重质油。由此，可以显著提高含铁油泥的经济性。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的方法进一步包括：(8)将所述还原烟气和所述熔分烟气中在至少之一和空气供给至所述蓄热式空预器中进行换热，以便得到换热后空气和换热后烟气，并将所述换热后空气返回至步骤(4)中所述转底炉中的烧嘴和所述燃气熔分炉中的至少之一作为助燃气使用；(9)将所述换热后烟气供给至所述烟气净化装置中进行净化处理，以便得到净化烟气。由此，可以显著降低系统能耗。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的方法进一步包括：(10)将所述还原烟气和所述熔分烟气中在至少之一返回至步骤(3)作为所述预处理过程的介质使用。由此，可以显著降低预处理能耗。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述含铁油泥、所述铁矿粉、所述粘结剂与所述煤粉按照以下质量比混合，所述粘结剂的添加量为所述铁矿粉的3～12％，所述含铁油泥的添加量为所述铁矿粉的10～30％，所述煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3；任选的，在步骤(2)中，所述混合球团的粒径为5～50mm；任选的，在步骤(4)中，所述转底炉内烧嘴的温度控制在1000～1400摄氏度，还原处理时间为30～120分钟；任选的，在步骤(4)中，所述还原固体产物的温度为900～1100摄氏度；任选的，在步骤(5)中，采用蓄热室燃烧器控制所述燃气熔分炉内温度为1300～1600摄氏度；任选的，在步骤(8)中，所述换热后空气的温度不高于650摄氏度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图6是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图7是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铁油泥的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：混合装置100、压球装置200、预处理装置300、转底炉400和燃气熔分炉500。

根据本发明的实施例，混合装置100具有含油油泥入口101、煤粉入口102、铁矿粉入口103、粘结剂入口104和混合物料出口105，且适于将含铁油泥、铁矿粉、粘结剂与煤粉进行混合处理，以便得到混合物料。发明人发现，通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂进行混合，其中的含铁油泥可以替代部分粘结剂，从而可以降低原料成本，并且通过添加铁矿粉，可以直接降低含铁油泥的粘性，从而在其后续处理过程中可以有效避免原料粘附在设备表面。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对粘结剂的具体类型进行选择，例如可以采用膨润土。

根据本发明的一个实施例，含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂按照以下比例混合，粘结剂的添加量为铁矿粉的3～12wt％，含铁油泥的添加量为铁矿粉的10～30wt％，煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3。

根据本发明的实施例，压球装置200具有混合物料入口201和混合球团出口202，混合物料入口201与混合物料出口105相连，且适于将混合物料进行造球，以便得到混合球团。由此，通过将上述混合均匀后的混合料进行压球处理，可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，从而提高后续还原过程中铁还原效率。

根据本发明的一个实施例，混合球团的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，混合球团的粒径可以为5～50mm。具体的，将混合均匀的混合物料进行混合压球处理，得到粒径为φ15-50mm的椭球形物料；或者采用圆盘滚球，得到粒径为φ5-20mm的圆球形物料。发明人发现，在整个生产运行过程中，当混合球团粒径过小，压球过程中电耗明显增加，成球明显困难，而当混合球团粒径过大后，在后段预处理和转底炉还原过程中，热传递效果显著降低，热效率明显变差。同时通过压球可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，经过后段预处理过程中的热处理后，含铁油泥中的有机组分以气体形式挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉接触面积，在其进入转底炉进行还原过程时，提高了铁的还原效率，并且有效地避免含铁油泥在转底炉中出现结焦问题。另一方面，通过将含铁油泥与铁矿粉混合压球，可以有效避免含铁油泥因直接处理时粘附在反应器中而难以脱除。

根据本发明的实施例，预处理装置300具有混合球团入口301、油水混合物出口302和预处理后混合球团出口303，混合球团入口301与混合球团出口202相连，且适于将混合球团进行预处理，以便得到油水混合物和预处理后混合球团。由此，可以有效分离出含铁油泥中的高附加值油品，并且可以避免后续转底炉的结焦问题。

根据本发明的再一个实施例，预处理装置中沿着物料运动方向依次分为干燥段和干馏段，混合球团入口设置在干燥段，预处理后混合球团出口和油气混合物出口设置在干馏段。由此，通过采用具有干燥段和干馏段的预处理装置，可以有效脱除球团中的水分和挥发分，并且经干馏段使得含铁油泥中有机组分从含铁油泥中充分脱出，经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续还原处理过程中的结焦问题，进而可以保证系统稳定运行。

根据本发明的又一个实施例，干燥处理的温度可以为140～300摄氏度，干馏处理的温度可以为200～500摄氏度，干燥处理和干馏处理的时间总和可以为20～120分钟。由此，可以在保证含铁油泥中油品较高回收率的同时提高后续还原过程中铁的还原效率。

根据本发明的又一个实施例，预处理后混合球团中的含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，预处理后混合球团中的含水率可以不高于0.4wt％，挥发分可以不高于8wt％。由此，可以提高后续还原过程中铁的还原效率。

根据本发明的实施例，转底炉400具有预处理后混合球团入口401、还原烟气出口402和还原固体产物出口403，并且转底炉400内布置有烧嘴(未示出)，预处理后混合球团入口401与预处理后混合球团出口303相连，且适于将预处理后混合球团进行还原处理，以便得到还原烟气和还原固体产物。由此，通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂的预处理后混合球团供给至转底炉中进行还原处理，由于在上述步骤中已充分回收含铁油泥中的油品，因此在该还原过程中不会产生结焦现象，从而可以保证转底炉的稳定运行。

根据本发明的一个实施例，还原处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，转底炉内烧嘴的温度控制在1000～1400摄氏度，还原处理时间为30～120分钟。由此，可以进一步提高铁的还原效率。

根据本发明的再一个实施例，还原固体产物的温度可以为900～1100摄氏度。由此，将该还原固体产物热送至后续燃气熔分炉中进行熔分处理，可以显著降低后续熔分过程能耗。

具体的，将上述得到的干燥球团热送至转底炉中，转底炉四周布置有多根烧嘴为整个炉膛提供热量，燃烧外火焰直接与干燥球团接触，烧嘴温度控制在1000-1400摄氏度，还原时间30-120min，完成还原后的球团温度为900-1100摄氏度。为转底炉供热的每根烧嘴采用独立控制系统，精确控制转底炉各反应区温度在所需温度范围内。由于在对物料进转底炉还原之前，预先将含铁油泥与铁矿粉预混压球，经干燥和干馏后，原料中水分得以脱除，疏通球体内部的孔径，增大干燥和干馏后的残留炭同矿粉间的接触面积，同时提高球体的机械强度，因此进转底炉后增强两者之间的反应活性，提高金属矿的回收率。其次，整个过程固体产物均采用热装，进一步降低炼铁过程中的能耗。第三，根据检测结果在混合过程中向原料中加入适量的原煤粉，使干馏后炭与铁比在1.2-1.5之间，过量的炭在转底炉还原过程中可提供适量的热，可降低转底炉燃气用量，提高经济效益。

根据本发明的实施例，燃气熔分炉500具有固体还原产物入口501、熔分烟气出口502、铁水出口503和残渣出口504，固体还原产物入口501与还原固体产物出口403相连，且适于将还原固体产物进行熔分处理，以便得到熔分烟气、铁水和残渣。由此，可以有效实现含铁油泥中铁元素的回收利用。

根据本发明的一个实施例，燃气熔分炉内温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，可以采用蓄热室燃烧器控制燃气熔分炉内温度为1300～1600摄氏度。由此，可以显著提高铁水与熔渣的分离效率。

具体的，将上述转底炉还原得到固体产物热送至燃气熔分炉中，采用热装可进一步降低整个炼铁过程的能耗。采用蓄热式燃烧器加热方式为炉膛供热，控制炉内温度在1300-1600摄氏度之间。在燃气熔分炉两侧设置有对喷的烧嘴，采用换向燃烧实现蓄热式燃烧，各燃烧器可独立控制。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂依次供给至混合装置进行混合，由于含铁油泥具有粘性，因此含铁油泥可以替代部分粘结剂，从而降低原料成本，并且通过混合过程可以直接降低含铁油泥的粘性，从而在后续处理过程中可以有效避免含铁油泥粘附在设备表面，从而保证设备稳定运行，然后通过将上述混合均匀后的混合料进行压球处理，可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，并且经过后段预处理，含铁油泥中有机组分以气体形式即油气混合物挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉的接触面积，从而使其进入转底炉进行还原过程时具有较高的还原效率，同时将挥发出来的油气混合物经后续油气分离处理即可得到高附加值的油品，从而可以有效避免转底炉还原过程中的结焦问题，然后将预处理后混合球团依次供给至转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以有效回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统可以在保证设备稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。

参考图2，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统进一步包括：油气净化分离装置600和油水分离装置700。

根据本发明的实施例，油气净化分离装置600具有油气混合物入口601、可燃气出口602和油水混合物出口603，油气混合物入口601与油气混合物出口302相连，可燃气出口602与转底炉400内的烧嘴相连，且适于将油气混合物进行分离处理，以便得到可燃气和油水混合物，并将可燃气返回至转底炉的烧嘴作为燃料使用。由此，通过将含铁油泥中分离出的可燃气供给至转底炉的烧嘴作为燃料使用，可以显著降低转底炉燃料成本，并且实现含铁油泥的资源化利用。

根据本发明的实施例，油水分离装置700具有油水混合物入口701、轻质油出口702、水出口703和重质油出口704，油水混合物入口701与油水混合物出口603相连，且适于将油水混合物供给至油水分离装置中进行分离处理，以便得到轻质油、水和重质油。由此，通过将油水混合物进行分离处理，可以实现轻质油和重质油的回收，从而显著提高含铁油泥的经济性。

参考图3，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统进一步包括：蓄热式空预器800和烟气净化装置900。

根据本发明的实施例，蓄热式空预器800具有空气入口801、高温烟气入口802、换热后烟气出口803和换热后空气出口804，高温烟气入口802与还原烟气出口402和熔分烟气出口502中的至少之一相连，换热后空气出口804与转底炉400烧嘴和燃气熔分炉500中的至少之一相连，且适于将转底炉中得到的还原烟气和燃气熔分炉中得到的熔分烟气中的至少之一和空气进行换热，以便得到换热后空气和换热后烟气，并将换热后空气返回至转底炉中的烧嘴和燃气熔分炉中的至少之一作为助燃气使用。由此，通过回收转底炉中的还原烟气或/和燃气熔分炉中的熔分烟气的余热，并将回收的余热用于对空气进行预热处理，并将换热后空气供给至转底炉的烧嘴和/或燃气熔分炉作为助燃气使用，从而可以有效地提高整个过程的热利用率，并且降低转底炉和/或燃气熔分炉能耗。具体的，换热后空气的温度不高于650摄氏度。

根据本发明的实施例，烟气净化装置900具有烟气入口901和净化烟气出口902，烟气入口901与换热后烟气出口803相连，且适于将上述得到的换热后烟气进行净化处理，以便得到净化烟气。具体的，将换热后烟气经烟气净化装置后脱除氮硫化物后达标排放。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对烟气净化装置的具体类型进行选择。

参考图4，根据本发明的实施例，还原烟气出口402和熔分烟气出口502中的至少之一与预处理装置300相连，且适于将转底炉中得到的还原烟气和燃气熔分炉中得到的熔分烟气中的至少之一返回预处理装置作为预处理介质使用。由此，可以显著降低预处理过程能耗的投入。

如上所述，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统可具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统可以彻底实现含铁油泥资源化回收其中高附加价值的油品，同时回收含铁油泥中的金属元素，另外该系统采用含铁油泥与矿粉直接混合压球炼铁，可有效避免含铁油泥转底炉冶炼过程中出现结焦问题。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统采用含铁油泥与矿粉直接混合压球，充分利用含铁油泥取代部分粘结剂，实现成球要求。同时，直接降低含铁油泥的粘性，在处理含铁油泥过程中不会出现粘附反应器表面的问题。另外，含铁油泥的油分可直接作为矿粉还原需要的热量，含铁油泥中的铁也可被还原成铁水得以回收。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统在预处理阶段采用干馏旋转床，使得含铁油泥相对布料板静止不动，可有效避免含铁油泥粘附盘面或桨叶，提高预处理设备热效率。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统中通过将转底炉和燃气熔分炉产生的高温烟气与空气直接换热后，可充分回收烟气热量预热空气，有效地提高整个过程的热利用率。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理含铁油泥的系统处理含铁油泥的方法。根据本发明的实施例，参考图5，该方法包括：

S100：将含铁油泥、铁矿粉、粘结剂与煤粉供给至混合装置中进行混合

该步骤中，将含铁油泥、铁矿粉、粘结剂与煤粉供给至混合装置中进行混合处理，以便得到混合物料。发明人发现，通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂进行混合，其中的含铁油泥可以替代部分粘结剂，从而可以降低原料成本，并且通过添加铁矿粉，可以直接降低含铁固体残渣的粘性，从而在其后续处理过程中可以有效避免原料粘附在设备表面。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对粘结剂的具体类型进行选择，例如可以采用膨润土。

根据本发明的一个实施例，含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂按照以下比例混合，粘结剂的添加量为铁矿粉的3～12wt％，含铁油泥的添加量为铁矿粉的10～30wt％，煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3。

S200：将混合物料供给至压球装置中进行造球

该步骤中，将上述得到的混合物料供给至压球装置中进行造球处理，以便得到混合球团。由此，通过将上述混合均匀后的混合料进行压球处理，可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，从而提高后续还原过程中铁还原效率。

根据本发明的一个实施例，混合球团的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，混合球团的粒径可以为5～50mm。具体的，将混合均匀的混合物料进行混合压球处理，得到粒径为φ15-50mm的椭球形物料；或者采用圆盘滚球，得到粒径为φ5-20mm的圆球形物料。发明人发现，在整个生产运行过程中，当混合球团粒径过小，压球过程中电耗明显增加，成球明显困难，而当混合球团粒径过大后，在后段预处理和转底炉还原过程中，热传递效果显著降低，热效率明显变差。同时通过压球可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，经过后段预处理过程中的热处理后，含铁油泥中的有机组分以气体形式挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉接触面积，在其进入转底炉进行还原过程时，提高了铁的还原效率，并且有效地避免含铁油泥在转底炉中出现结焦问题。另一方面，通过将含铁油泥与铁矿粉混合压球，可以有效避免含铁油泥因直接处理时粘附在反应器中而难以脱除。

S300：将混合球团供给至预处理装置中进行预处理

该步骤中，将上述得到的混合球团供给至预处理装置中进行预处理，以便得到预处理后混合球团和油气混合物。由此，可以有效分离出含铁油泥中的高附加值油品，并且可以避免后续转底炉的结焦问题。

根据本发明的一个实施例，预处理包括干燥处理和干馏处理，将混合球团依次进行干燥处理和干馏处理，从而可以得到预处理后混合球团和油气混合物。由此，通过采用具有干燥段和干馏段的预处理装置，可以有效脱除球团中的水分和挥发分，并且经干馏段使得含铁油泥中有机组分从含铁油泥中充分脱出，经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续还原处理过程中的结焦问题，进而可以保证系统稳定运行。

根据本发明的又一个实施例，干燥处理的温度可以为140～300摄氏度，干馏处理的温度可以为200～500摄氏度，干燥处理和干馏处理的时间总和可以为20～120分钟。由此，可以在保证含铁油泥中油品较高回收率的同时提高后续还原过程中铁的还原效率。

根据本发明的又一个实施例，预处理后混合球团中的含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，预处理后混合球团中的含水率可以不高于0.4wt％，挥发分可以不高于8wt％。由此，可以提高后续还原过程中铁的还原效率。

S400：将预处理后混合球团供给至转底炉中进行还原处理

该步骤中，将上述得到的预处理后混合球团供给至转底炉中进行还原处理，以便得到还原烟气和还原固体产物。由此，通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂的预处理后混合球团供给至转底炉中进行还原处理，由于在上述步骤S300中采用含铁油泥与矿粉直接混合压球炼铁，因此在该还原过程中不会产生结焦现象，从而可以保证转底炉的稳定运行。

根据本发明的一个实施例，还原处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，转底炉内烧嘴的温度控制在1000～1400摄氏度，还原处理时间为30～120分钟。由此，可以进一步提高铁的还原效率。

根据本发明的再一个实施例，还原固体产物的温度可以为900～1100摄氏度。由此，将该还原固体产物热送至后续燃气熔分炉中进行熔分处理，可以显著降低后续熔分过程能耗。具体的，将上述得到的预处理后混合球团热送至转底炉中，转底炉四周布置有多根烧嘴为整个炉膛提供热量，燃烧外火焰直接与预处理后混合球团接触，烧嘴温度控制在1000-1400摄氏度，还原时间30-120min，完成还原后的球团温度为900-1100摄氏度。为转底炉供热的每根烧嘴采用独立控制系统，精确控制转底炉各反应区温度在所需温度范围内。由于在对物料进转底炉还原之前，预先将含铁油泥与铁矿粉预混压球，经预处理后，原料中水分和挥发分得以脱除，疏通球体内部的孔径，增大预处理后的残留炭同矿粉间的接触面积，同时提高球体的机械强度，因此进转底炉后增强两者之间的反应活性，提高金属矿的回收率。其次，整个过程固体产物均采用热装，进一步降低炼铁过程中的能耗。第三，根据检测结果在混合过程中向原料中加入适量的原煤粉，使预处理后炭与铁质量比在1.2-1.5之间，过量的炭在转底炉还原过程中可提供适量的热，可降低转底炉燃气用量，提高经济效益。

S500：将还原固体产物供给至燃气熔分炉中进行熔分处理

该步骤中，将上述所得到的还原固体产物供给至燃气熔分炉中进行熔分处理，以便得到熔分烟气、铁水和残渣。由此，可以实现含铁油泥中铁元素的回收利用。

根据本发明的一个实施例，燃气熔分炉内温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，可以采用蓄热室燃烧器控制燃气熔分炉内温度为1300～1600摄氏度。由此，可以显著提高铁水与熔渣的分离效率。

具体的，将上述转底炉还原得到固体产物热送至燃气熔分炉中，采用热装可进一步降低整个炼铁过程的能耗。采用蓄热式燃烧器加热方式为炉膛供热，控制炉内温度在1300-1600摄氏度之间。在燃气熔分炉两侧设置有对喷的烧嘴，采用换向燃烧实现蓄热式燃烧，各燃烧器可独立控制。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法通过将含铁油泥与煤粉、铁矿粉和粘结剂依次供给至混合装置进行混合，由于含铁油泥具有粘性，因此含铁油泥可以替代部分粘结剂，从而降低原料成本，并且通过混合过程可以直接降低含铁油泥的粘性，从而在后续处理过程中可以有效避免含铁油泥粘附在设备表面，从而保证设备稳定运行，然后通过将上述混合均匀后的混合料进行压球处理，可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，并且经过后段预处理，含铁油泥中有机组分以气体形式即油气混合物挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉的接触面积，从而使其进入转底炉进行还原过程时具有较高的还原效率，同时将挥发出来的油气混合物经后续油气分离处理即可得到高附加值的油品，从而可以有效避免转底炉还原过程中的结焦问题，然后将预处理后混合球团依次供给至转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以有效回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统可以在保证设备稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。

参考图6，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法进一步包括：

S600：将油气混合物供给至油气净化分离装置中进行分离处理

该步骤中，将S300得到的油气混合物供给至油气净化分离装置中进行分离处理，以便得到可燃气和油水混合物，并将可燃气返回至S400中的转底炉的烧嘴作为燃料使用。由此，通过将含铁油泥中分离出的可燃气供给至转底炉的烧嘴作为燃料使用，可以显著降低转底炉燃料成本，并且实现含铁油泥的资源化利用。

S700：将油水混合物供给至油水分离装置中进行分离处理

该步骤中，将油水混合物供给至油水分离装置中进行分离处理，以便得到轻质油、水和重质油。由此，通过将油水混合物进行分离处理，可以实现轻质油和重质油的回收，从而显著提高含铁油泥的经济性。

参考图7，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法进一步包括：

S800：将还原烟气和熔分烟气中的至少之一和空气供给至蓄热式空预器中进行换热

该步骤中，将还原烟气和熔分烟气中的至少之一和空气供给至蓄热式空预器中进行换热，以便得到换热后空气和换热后烟气，并将换热后空气返回至S400中转底炉中的烧嘴和S500中的燃气熔分炉中的至少之一作为助燃气使用。由此，通过回收转底炉中的还原烟气或/和燃气熔分炉中的熔分烟气的余热，并将回收的余热用于对空气进行预热处理，并将换热后空气供给至转底炉的烧嘴和/或燃气熔分炉作为助燃气使用，从而可以有效地提高整个过程的热利用率，并且降低转底炉和/或燃气熔分炉能耗。具体的，换热后空气的温度不高于650摄氏度。

S900：将换热后烟气供给至烟气净化装置中进行净化处理

该步骤中，将换热后烟气供给至所述烟气净化装置中进行净化处理，以便得到净化烟气。具体的，将换热后烟气经烟气净化装置后脱除氮硫化物后达标排放。

参考图8，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法进一步包括：

S1000：将还原烟气和熔分烟气中的至少之一返回至S300中预处理装置作为预处理介质使用

该步骤中，将还原烟气和熔分烟气中的至少之一返回至S300中预处理装置作为预处理介质使用。由此，可以显著降低预处理过程能耗的投入。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

由鞍钢提供的含铁油泥，通过工业分析测得其固定碳含量为10±1wt％，挥发分含量大于50wt％，灰渣(以铁组分为主)含量为39±0.8wt％。参考图9，将含铁油泥与铁矿粉、粘结剂(膨润土)和煤粉供给至混合装置中混合均匀，得到混合物料，其中各组分质量比为，粘结剂的添加量为铁矿粉的3～12％，含铁油泥的添加量为铁矿粉的10～30％，煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3，然后将混合物料供给至压球装置中压制成粒径为25±2mm的椭球形混合球团；压制好的混合球团通过输送系统送至预处理装置的干燥段进行干燥处理，混合球团于180±10摄氏度下进行干燥，干燥时间控制在20min；将干燥后的混合球团送入干馏段，混合球团于350-500摄氏度下进行干馏，将所得有机挥发组分即油气混合物，然后将预处理后的混合球团供给至转底炉中，通过控制每一个烧嘴的流量来控制炉膛的温度，转底炉入口炉膛温度控制在1000摄氏度，中间每相隔一个燃烧器，对应温度增加60±20摄氏度，而离出口较近的五个燃烧器温度依次降低，每相邻一根燃烧器温度依次降低50±30摄氏度，最终预处理混合球团在1000～1100摄氏度发生还原反应，得到还原固体产物和还原烟气，然后将得到的还原固体产物热送到燃气熔分炉中，在1550±15摄氏度下，铁被熔化成铁水，同时得到熔分烟气和残渣，然后将转底炉得到的还原烟气和燃气熔分炉中得到的熔分烟气以及空气供给至蓄热式空预器中进行换热，得到换热后空气和换热后烟气，并将换热后空气返回至转底炉中的烧嘴和燃气熔分炉中作为助燃气使用；将转底炉中得到的还原烟气和燃气熔分炉中得到的熔分烟气中的至少之一返回预处理装置作为预处理介质使用，而将换热后烟气供给至烟气净化装置中进行净化处理，以便得到净化烟气，而将预处理装置中得到的油气混合物供给至油气净化分离装置中进行分离处理，得到可燃气和油水混合物，并将可燃气返回至转底炉的烧嘴作为燃料使用；接着将油水混合物供给至油水分离装置中进行分离处理，得到轻质油、水和重质油。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。