一種轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統和方法與流程
2023-06-07 09:14:16
本發明屬於冶煉技術領域，尤其涉及一種轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統和方法。
背景技術：
近年來隨著鋼鐵行業的迅猛發展，我國對鐵礦產資源的開發強度大，綜合利用率低以及地質勘查難度的不斷增大，使得地質條件好、資源品位高、分選性好的鐵礦資源正逐漸減少，礦產資源可持續供給能力下降，後備資源不足，積極開發利用難選鐵礦石及低品位鐵礦石資源，才能有效擴大我國可工業利用的鐵礦石資源量，降低對外依存度，保障鐵礦石供應的安全。
菱鐵礦的晶體呈菱面體狀、短柱狀或偏三角面體狀。通常呈粒狀、土狀、緻密塊狀集合體。我國含菱鐵礦的鐵礦石資源已探明儲量18.34億噸，佔我國鐵礦石探明儲量的3.4％，另有保有儲量18.21億噸，主要集中在我國的貴州、新疆、陝西、遼寧、吉林等10多個地區，尤其在貴州、陝西、甘肅和青海等幾個西部省(自治區)佔全國該類鐵礦石資源總儲量50％以上。因鎂、錳內質同象現象十分普遍，絕大多數菱鐵礦理論品位在32％～45％，銷售困難，影響開發者積極性。
目前針對含菱鐵礦的難選礦主要應用技術有：還原焙燒－磁選、強磁選和浮選及聯合分選技術等。因其密度、比磁化係數均較低，加之很多菱鐵礦常與綠泥石、石榴石等密度及比磁化係數與之相差不大的脈石礦物共生，可選性差。
技術實現要素：
本發明期望提出一種轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統和方法，在轉底爐中完成菱鐵礦的磁化焙燒和還原焙燒，還原效果好；磨礦磁選獲得的鐵精粉品位高；系統能耗低、成本小。
本發明的目的之一是提供一種轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統，包括轉底爐和磨礦磁選設備，
所述轉底爐包括入料口、出料口和擋牆，
所述擋牆位於所述轉底爐的爐體內，將所述爐體內的環形空間分隔為磁化焙燒區和還原焙燒區，所述擋牆包括空心擋牆和實心擋牆，所述空心擋牆頂部設有還原劑入口，所述空心擋牆內部上下貫通，
所述轉底爐入料口位於所述磁化焙燒區，所述轉底爐出料口位於所述還原焙燒區；
所述磨礦磁選設備包括入料口和出料口；
所述轉底爐出料口連接所述磨礦磁選設備入料口。
轉底爐用於幹球團的磁化焙燒和還原焙燒，獲得金屬化球團。磨礦磁選設備用於金屬化球團的細磨和磁選，獲得鐵精粉。
根據轉底爐的爐底旋轉方向，在幹球團由磁化焙燒區進入還原焙燒區處設置空心擋牆，空心擋牆作為還原劑進入轉底爐的通道。轉底爐入料口位於磁化焙燒區實心擋牆端，轉底爐出料口位於還原焙燒區實心擋牆端。
本發明中，所述系統進一步包括細磨機、造球機和乾燥裝置，
所述細磨機包括出料口；
所述造球機包括入料口和出料口；
所述乾燥裝置包括入料口和出料口；
所述細磨機出料口連接所述造球機入料口，所述造球機出料口連接所述乾燥裝置入料口，所述乾燥裝置出料口連接所述轉底爐入料口。
細磨機用於將菱鐵礦細磨至後續處理所需的粒度。造球機用於將混勻的菱鐵礦顆粒造球。乾燥裝置用於球團的乾燥，為後續焙燒做準備。
具體的，轉底爐的爐體內為環形空間，所述磁化焙燒區所佔的環形空間的弧度為120°～180°。
具體的，所述轉底爐入料口與轉底爐出料口之間的扇形區域弧度為10°～15°。
進一步的，所述擋牆底部與所述轉底爐的爐底上表面的距離為10～20cm。擋牆底部到轉底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過，又要保證磁化焙燒區氣氛和還原焙燒區氣氛不互相干擾。
本發明的另一目的是提供一種利用上述系統處理菱鐵礦的方法，包括如下步驟：
A、將菱鐵礦細磨造球，乾燥後獲得幹球團；
B、將所述幹球團送入所述轉底爐，先進行磁化焙燒，後進行還原焙燒，獲得金屬化球團，還原劑由所述還原劑入口進入轉底爐，在所述幹球團進入所述還原焙燒區時將所述幹球團均勻覆蓋一層還原劑；
C、將金屬化球團水淬後磨礦、磁選獲得鐵精粉。
本發明中，所述轉底爐磁化焙燒區溫度為500～800℃，還原焙燒區溫度為1200～1300℃，所述轉底爐的爐底旋轉一周時間為1.5～3h。
具體的，步驟A中將所述菱鐵礦細磨至粒度≤200目的菱鐵礦佔的質量百分比在85％以上，所述幹球團粒徑為8～16mm。
作為優選的方案，所述還原劑中碳的質量成分不低於80％，所述還原劑粒度為1～4mm。
進一步的，步驟C中將所述金屬化球團細磨至粒度≤200目的顆粒佔的質量百分比在80％以上，在磁場強度900～1800Oe進行磁選。
本發明中，菱鐵礦(FeCO3)在加熱到一定溫度時會發生分解反應，放出二氧化碳氣體，生成Fe3O4，磁化焙燒後的Fe3O4更容易被還原。
本發明提供的轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統和方法，將菱鐵礦製備球團後，在轉底爐完成磁化焙燒和還原焙燒，還原效果好；還原劑通過空心擋牆進入轉底爐，防止還原劑在落下過程發生燃燒和不均勻布料；還原焙燒區充分利用磁化焙燒區幹球團顯熱，能耗小、成本低。
附圖說明
圖1是本發明轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統示意圖；
圖2是本發明轉底爐空心擋牆局部視圖；
圖3是本發明的系統處理菱鐵礦的流程圖。
圖中：
1-細磨機；2-造球機；3-乾燥裝置；4-轉底爐；
401-轉底爐入料口；402-轉底爐出料口；403-磁化焙燒區；404-還原焙燒區；405-空心擋牆；406-實心擋牆；407-還原劑入口；
5-磨礦磁選設備。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發明的方案及其各個方面的優點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發明的限制。
如圖1所示，一方面，本發明實施例提供一種轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統，包括：細磨機1、造球機2、乾燥裝置3、轉底爐4和磨礦磁選設備5。
細磨機1包括入料口和出料口。細磨機1用於將菱鐵礦細磨至後續處理所需的粒度。造球機2包括入料口和出料口。造球機2用於將菱鐵礦顆粒造球。球狀的物料更利於在轉底爐中均勻受熱。
乾燥裝置3包括入料口和出料口。乾燥裝置3用於球團的乾燥，為後續焙燒做準備。
轉底爐4用於幹球團的磁化焙燒和還原焙燒，獲得金屬化球團。
磨礦磁選設備5用於金屬化球團的細磨和磁選，獲得鐵精粉。
如圖1和圖2所示，轉底爐4包括：入料口401、出料口402和擋牆。
轉底爐4的爐體內為環形空間，爐底可旋轉。擋牆位於轉底爐的爐體內，將爐體內的環形空間分隔為磁化焙燒區403和還原焙燒區404。擋牆包括空心擋牆405和實心擋牆406，空心擋牆405頂部設有還原劑入口407，空心擋牆405內部上下貫通。
圖1和圖2中，虛線箭頭表示轉底爐爐底的旋轉方向。根據轉底爐4的爐底旋轉方向，在幹球團由磁化焙燒區403進入還原焙燒區404處設置空心擋牆405，空心擋牆405作為還原劑進入轉底爐4的通道。轉底爐入料口401位於磁化焙燒區403實心擋牆端，轉底爐出料口402位於還原焙燒區404實心擋牆端。轉底爐入料401口與轉底爐出料口402之間的扇形區域弧度為10°～15°。
如圖2所示，本發明實施例中，還原劑入口407設置在空心擋牆405的頂端，空心擋牆405作為還原劑的通道，使得系統結構更緊湊。幹球團由磁化焙燒區403進入還原焙燒區404時，還原劑由還原劑入口407進入轉底爐，將幹球團均勻覆蓋一層還原劑。
轉底爐的磁化焙燒區403採用輻射管加熱，還原焙燒區404採用燃燒器加熱。
細磨機1出料口連接造球機2入料口，造球機2出料口連接乾燥裝置3入料口，乾燥裝置3出料口連接轉底爐入料口401，轉底爐出料口402連接磨礦磁選設備5入料口。
具體的，轉底爐4的爐體內為環形空間，磁化焙燒區403所佔的環形空間的弧度為120°～180°。
進一步的，擋牆底部與轉底爐的爐底上表面的距離為10～20cm。擋牆底部到轉底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過，又要保證磁化焙燒區氣氛和還原焙燒區氣氛不互相干擾。
另一方面，如圖3所示，本發明實施例提供一種利用上述系統處理菱鐵礦的方法，包括如下步驟：
1、將菱鐵礦細磨至粒度≤200目的菱鐵礦佔的質量百分比在85％以上，造球，乾燥後獲得幹球團，幹球團粒徑為8～16mm；
2、將所述幹球團送入所述轉底爐，先進行磁化焙燒，後進行還原焙燒，獲得金屬化球團，轉底爐磁化焙燒區溫度為500～800℃，還原焙燒區溫度為1200～1300℃，還原劑由還原劑入口進入轉底爐，在幹球團進入還原焙燒區時將幹球團均勻覆蓋一層還原劑，轉底爐的爐底旋轉一周時間為1.5～3h；
3、將金屬化球團水淬後細磨至粒度≤200目的顆粒佔的質量百分比在80％以上，在磁場強度900～1800Oe進行磁選，獲得鐵精粉。
磨細菱鐵礦粒度為了增加物料的接觸面積，加快還原速度。
作為優選的方案，還原劑中碳的質量成分不低於80％，還原劑粒度為1～4mm。
本發明實施例中，菱鐵礦(FeCO3)在加熱到一定溫度時會發生分解反應，放出二氧化碳氣體，生成Fe3O4，磁化焙燒後的Fe3O4更容易被還原，提高了幹球團的金屬化率。
本發明實施例提供的轉底爐聯合磨礦磁選設備處理菱鐵礦的系統和方法，將菱鐵礦製備球團後，在轉底爐完成磁化焙燒和還原焙燒，還原效果好；還原劑通過空心擋牆進入轉底爐，防止還原劑在落下過程發生燃燒和不均勻布料；還原焙燒區充分利用磁化焙燒區幹球團顯熱，能耗小、成本低；磨礦磁選獲得的鐵精粉品位高。
下面通過具體實施例對本發明進行更加詳細的說明，以便更好的理解本發明的方案。
實施例1
將某菱鐵礦磨至粒度≤200目的顆粒質量佔比86.32％，造球(球團粒徑8～12mm)，乾燥後從轉底爐入料口進入，轉底爐磁化焙燒區弧度為120°，溫度控制500℃，還原焙燒區溫度控制1250℃，爐底旋轉一周時間為2h，磁化焙燒後的幹球團進入還原焙燒區時，還原煤(C的質量成分：82.03％，粒度3mm)從還原劑入料口鋪滿幹球團，鋪滿還原煤的幹球團在還原焙燒區被還原成金屬化球團從轉底爐出料口排出。金屬化球團水淬磨細至粒度≤200目的質量佔比81.58％，在磁場強度900Oe磁選獲得鐵精粉。
實施例2
將某菱鐵礦磨至粒度≤200目的顆粒質量佔比88.88％，造球(球團粒徑10～14mm)，乾燥後從轉底爐入料口進入，轉底爐磁化焙燒區弧度為180°，溫度控制650℃，還原焙燒區溫度控制1200℃，爐底旋轉一周時間為3h，磁化焙燒後的幹球團進入還原焙燒區時，還原煤(C的質量成分：80.26％，粒度3mm)從還原劑入料口鋪滿幹球團，鋪滿還原煤的幹球團在還原焙燒區被還原成金屬化球團從轉底爐出料口排出。金屬化球團水淬磨細至粒度≤200目的質量佔比83.54％，在磁場強度1200Oe磁選獲得鐵精粉。
實施例3
將某菱鐵礦磨至粒度≤200目的顆粒質量佔比87.45％，造球(球團粒徑12～16mm)，乾燥後從轉底爐入料口進入，轉底爐磁化焙燒區弧度為140°，溫度控制800℃，還原焙燒區溫度控制1300℃，爐底旋轉一周時間為1.5h，磁化焙燒後的幹球團進入還原焙燒區時，蘭炭(C的質量成分：83.53％，粒度3mm)從還原劑入料口鋪滿幹球團，鋪滿蘭炭的幹球團在還原焙燒區被還原成金屬化球團從轉底爐出料口排出。金屬化球團水淬磨細至粒度≤200目的質量佔比82.46％，在磁場強度1500Oe磁選獲得鐵精粉。
需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本發明而非限制本發明的範圍，本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本發明的精神和範圍的前提下對本發明進行的修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明的範圍之內。此外，除上下文另有所指外，以單數形式出現的詞包括複數形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那麼任何實施例的全部或一部分可結合任何其它實施例的全部或一部分來使用。