鐵礦石處理系統的製作方法
2023-05-14 21:38:57
本實用新型涉及鐵礦石處理系統。
背景技術：
我國鐵礦雖儲量大，但品位低、雜質多，97％以上需要選礦提高鐵精礦品位，降低SiO2、Al2O3等雜質的含量。能夠開採利用的鐵礦石中接近一半鐵礦具有磁性，其比磁化係數較大，採用弱磁選機分選即可得到合格的鐵精礦粉。另外一大部分鐵礦嵌布粒度細、磁性弱、品位低、共生組分多，且共生組分複雜，脈石主要以含鐵矽酸鹽居多，鐵礦與脈石礦物的物理、化學性質相近，採用常規選礦方法則難以將鐵礦與脈石礦物分離。對於此類貧鐵鐵礦，常規處理辦法是進行磁化焙燒。當前，難選鐵礦物的磁化處理工藝主要有豎爐、迴轉窯工藝。豎爐工藝對破碎成塊的礦石進行磁化焙燒，但該裝置的焙燒效率低、產量小、成本高，沒有獲得大規模的推廣和應用。相比豎爐工藝，迴轉窯工藝有一定程度的改進，但在磁化處理礦物時，還存在如下缺點：①處理物料仍為塊狀物料，粒度較細礦物無法處理，造成資源浪費；②磁化焙燒過程中溫度控制不穩定，容易造成過燒或者欠燒現象，導致礦物磁選還原不高；③迴轉窯還存在著結圈堵塞現象，設備運行不穩定。
由此，現有的磁化焙燒裝置在結構與使用上，仍存在著系統熱效率低、熱穩定性差、易結圈堵塞等諸多缺陷與不足，亟待進一步改進。
技術實現要素：
本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在於提出一種穩定，磁化效率高，處理量大的鐵礦石處理系統，該系統利用造球裝置將小粒徑的礦粉加工為球團，避免礦粉在磁化焙燒時被氣流帶走。
根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種鐵礦石處理系統。根據本實用新型的實施例，該系統包括：破碎裝置，所述破碎裝置具有鐵礦石物料入口和礦石顆粒出口；造球裝置，所述造球裝置具有礦石粉末入口、加水口和球團出口；上料裝置，所述上料裝置具有第一入料口、第二入料口和出料口，所述第一入料口與所述礦石顆粒出口相連，所述第二入料口與所述球團出口相連；磁化焙燒裝置，所述磁化焙燒裝置具有原料入口、還原氣入口、還原產物出口和煙氣出口，所述原料入口與所述出料口相連；水淬裝置，所述水淬裝置具有還原產物入口、進水口、出水口和水淬後物料出口，所述還原產物入口與所述還原產物出口相連；磨礦裝置，所述磨礦裝置具有水淬後物料入口和磨礦產物出口，所述水淬後物料入口與所述水淬後物料出口相連；以及磁選裝置，所述磁選裝置具有磨礦產物入口和單質鐵出口，所述磨礦產物入口與所述磨礦產物出口相連。
根據本實用新型實施例的鐵礦石處理系統，該系統採用造球裝置將小粒徑的礦粉加工為球團，避免礦粉在磁化焙燒時被氣流帶走，節約原料並防止礦粉堵塞裝置，系統穩定性好。此外，該系統可以分別由破碎裝置對大粒徑礦石進行處理，造球裝置對礦石粉末進行處理，礦石的處理範圍廣，適用於不同粒徑礦石的處理，磁化效率高，處理量大。由此，本實用新型的鐵礦石處理系統，處理量大，粉料和塊料均可處理，熱效率高，熱穩定性好、並且不易易結圈堵塞。
任選地，所述磁化焙燒裝置為磁化焙燒爐。
任選地，所述磁化焙燒裝置為全密閉磁化焙燒裝置。
任選地，所述磁化焙燒裝置為旋轉式磁化焙燒裝置。
任選地，所述磁化焙燒裝置為水密封式磁化焙燒裝置。
任選地，所述磁化焙燒裝置具有上下輻射管。
任選地，所述磁化焙燒裝置的還原氣入口與二氧化碳氣瓶和一氧化碳氣源相連。
任選地，該系統進一步包括：篩分裝置，所述篩分裝置具有篩分物料入口、大粒徑物料出口和小粒徑物料出口，所述大粒徑物料出口與所述第一入料口相連，所述小粒徑物料出口與所述礦石顆粒入口相連。
任選地，所述篩分裝置的篩口直徑為1mm。
本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1顯示了根據本實用新型一個實施例的鐵礦石處理系統的結構示意圖；
圖2顯示了根據本實用新型一個實施例的磁化焙燒裝置的結構示意圖；
圖3顯示了根據本實用新型一個實施例的磁化焙燒裝置的局部結構示意圖；
圖4顯示了根據本實用新型又一個實施例的鐵礦石處理系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
需要說明的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。進一步地，在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種鐵礦石處理系統。參考圖1，根據本實用新型的實施例，對該磁化焙燒系統進行解釋說明，該系統包括：破碎裝置100、造球裝置200、上料裝置300、磁化焙燒裝置400、水淬裝置500、磨礦裝置600和磁選裝置700。
根據本實用新型的實施例，破碎裝置100具有鐵礦石物料入口和礦石顆粒出口，用於將大塊鐵礦石原料進行破碎處理，得到合適粒度的礦石顆粒，該礦石顆粒可以滿足磁化焙燒裝置對原料粒徑的要求。
根據本實用新型的實施例，造球裝置200具有礦石粉末入口、加水口和球團出口，用於將粒度較細的鐵礦粉末造成一定粒度的球團，從而，可避免粒度小於74微米的礦粉在直接進行磁化焙燒時被氣流帶走。
根據本實用新型的實施例，上料裝置300具有第一入料口、第二入料口和出料口，其中，第一入料口與礦石顆粒出口相連，第二入料口與球團出口相連，用於將礦石顆粒和球團輸送至磁化焙燒裝置，節省人力成本。
根據本實用新型的實施例，磁化焙燒裝置400具有原料入口、還原氣入口、還原產物出口和煙氣出口，其中，原料入口與出料口相連，利用還原氣對礦石原料進行還原焙燒處理，使鐵的氧化物還原為還原鐵，由此，利用還原氣作為還原氣，鐵單質的雜質少，純度高。
根據本實用新型的實施例，水淬裝置500具有還原產物入口、進水口、出水口和水淬後物料出口，其中，還原產物入口與還原產物出口相連，由此，對還原產物進行降溫處理，便於進行後續的磨礦磁選處理。
根據本實用新型的實施例，磨礦裝置600具有水淬後物料入口和磨礦產物出口，水淬後物料入口與水淬後物料出口相連，用於將水淬後物料進行磨細處理，便於進行後續的磁選處理。
根據本實用新型的實施例，磁選裝置700具有磨礦產物入口和單質鐵出口，磨礦產物入口與所述磨礦產物出口相連，從磨礦產物中分離單質鐵。
根據本實用新型實施例的鐵礦石處理系統，該系統採用造球裝置將小粒徑的礦粉加工為球團，避免礦粉在磁化焙燒時被氣流帶走，節約原料並防止礦粉堵塞裝置，系統穩定性好。此外，該系統可以分別由破碎裝置對大粒徑礦石進行處理，造球裝置對礦石粉末進行處理，礦石的處理範圍廣，適用於不同粒徑礦石的處理，磁化效率高，處理量大。由此，本實用新型的鐵礦石處理系統，處理量大，粉料和塊料均可處理，熱效率高，熱穩定性好、並且不易易結圈堵塞。
根據本實用新型的具體實施例，磁化焙燒裝置400為磁化焙燒爐。進一步地，根據本實用新型的具體實施例，磁化焙燒裝置400為全密閉磁化焙燒裝置。由此，實現絕氧加熱，確保爐內氣氛。
參考圖2，根據本實用新型的實施例，磁化焙燒裝置400為旋轉式磁化焙燒裝置。物料隨爐底一起轉動，還原氣從入氣口通入，使得氣流方向與爐床旋轉方向相反，使還原氣與物料充分接觸，提高還原效率。磁化焙燒裝置可以連續出料和進料，處理量大，生產效率高。
根據本實用新型的實施例，磁化焙燒裝置400為水密封式磁化焙燒裝置。由此，易於密封，且密封效果好。
參考圖3，根據本實用新型的實施例，磁化焙燒裝置400具有上下輻射管。由此，物料上下受熱，溫度較為均勻，反應更徹底，並便於應用於全密閉磁化焙燒裝置。
根據本實用新型的實施例，磁化焙燒裝置400的還原氣入口與二氧化碳氣瓶和一氧化碳氣源相連。根據本實用新型的實施例，磁化焙燒裝置200的還原氣入口與二氧化碳氣瓶和一氧化碳氣瓶相連。發明人通過熱力學計算發現，採用CO和CO2混合氣作為還原氣體，同時控制好它們之間的比例保證一定的氧分壓，可以實現鐵礦石的氧化鐵還原為四氧化三鐵。
根據本實用新型的實施例，還原氣體中，二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10～100)：1。若該比例過小有可能造成具有強磁性的Fe3O4進一步還為浮士體，不易通過磁選回收，而比例過大會造成還原速率減慢，效果變差。當二氧化碳和一氧化碳的體積比為(10～100)：1時，還原氣體的還原性適當，使氧化鐵只能還原為具有強磁性的四氧化三鐵，具體反應式如下：
Fe2O3+CO＝Fe3O4+CO2
參考圖4，根據本實用新型的實施例，該系統進一步包括：篩分裝置800，該篩分裝置800具有篩分物料入口、大粒徑物料出口和小粒徑物料出口，其中，大粒徑物料出口與第一入料口相連，小粒徑物料出口與所述礦石顆粒入口相連，從而，對破碎裝置破碎過程中產生的礦石粉末和礦石顆粒進行篩分，礦石顆粒經上料裝置直接輸送至磁化焙燒裝置，而破碎處理產生的礦石粉末則輸送至造球裝置進行造球處理後再輸送至磁化焙燒裝置，由此，原料的利用率更高。
根據本實用新型的具體實施例，篩分裝置800的篩口直徑為1mm。大於1mm的礦石顆粒可以滿足磁化焙燒裝置對粒徑的需求，並且磁化焙燒時不易被氣流帶走。
下面參考具體實施例，對本實用新型進行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明性的，而不能理解為對本實用新型的限制。
實施例1
利用本實用新型的鐵礦石處理系統，以高磷赤鐵礦為原料處理鐵礦石，鐵礦石處理系統的結構示意圖如圖4所示，該高磷赤鐵礦成分為TFe為40.54％，FeO為2.56％，P為0.89％。通過破碎裝置進行破碎，粒度破碎至平均粒徑為3mm，破碎產物經篩分裝置進行篩分處理，得到礦石粉末和礦石顆粒，礦石粉末輸送至造球裝置進行造球處理得到球團，球團和礦石顆粒輸送至上料裝置，經上料裝置均勻地布入磁化焙燒裝置中，鋪料厚度為40～60mm，通入CO2/CO體積比為25:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為800℃，焙燒30min。焙燒後的物料出料後進入水淬裝置，水冷後輸送至磨礦裝置，在磨礦裝置中磨細至-200目後，輸送至磁選裝置中，在2200Oe場強下進行磁選，磁選獲得的鐵精礦粉TFe品位為63.44％，P含量降低到0.21％。
實施例2
利用本實用新型的鐵礦石處理系統，以貧鐵粉礦為原料處理鐵礦石，鐵礦石處理系統的結構示意圖如圖1所示，該貧鐵粉礦成分為TFe為23.73％，FeO為18.37％，S為0.14％，-200目粒度佔比50％以上。通過造球裝置進行造球，球團直徑為4～6mm，經上料裝置均勻地布入磁化焙燒裝置中，鋪料厚度為40～60mm，通入CO2/CO體積比為100:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為700℃，焙燒50min。焙燒後的物料出料後進入水淬裝置，水冷後輸送至磨礦裝置，在磨礦裝置中磨細至-200目後，輸送至磁選裝置中，在1800Oe場強下進行磁選，磁選獲得的鐵精礦粉TFe品位為56.88％，S含量降低到0.07％。
實施例3
利用本實用新型的鐵礦石處理系統，以褐鐵礦為原料處理鐵礦石，鐵礦石處理系統的結構示意圖如圖4所示，該褐鐵礦成分為TFe為43.40％，通過破碎裝置進行破碎，粒度破碎至平均粒徑為6mm，破碎產物經篩分裝置進行篩分處理，得到礦石粉末和礦石顆粒，礦石粉末輸送至造球裝置進行造球處理得到球團，球團和礦石顆粒經上料裝置均勻地布入磁化焙燒裝置中，鋪料厚度為40～60mm，通入CO2/CO體積比為50:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為750℃，焙燒60min。焙燒後的物料出料後進入水淬裝置，水冷後輸送至磨礦裝置，在磨礦裝置中磨細至-200目後，輸送至磁選裝置中，在2000Oe場強下進行磁選，磁選獲得的鐵精礦粉TFe品位為64.39％。
實施例4
利用本實用新型的鐵礦石處理系統，以菱鐵礦為原料處理鐵礦石，鐵礦石處理系統的結構示意圖如圖4所示，該菱鐵礦成分為TFe為27.63％，通過破碎裝置進行破碎，粒度破碎至平均粒徑為5mm，破碎產物經篩分裝置進行篩分處理，得到礦石粉末和礦石顆粒，礦石粉末輸送至造球裝置進行造球處理得到球團，球團和礦石顆粒經上料裝置均勻地布入磁化焙燒裝置中，鋪料厚度為40～60mm，通入CO2/CO體積比為10:1的混合氣控制氣氛，焙燒溫度控制為800℃，焙燒40min。焙燒後的物料出料後進入水淬裝置，水冷後輸送至磨礦裝置，在磨礦裝置中磨細至-200目後，輸送至磁選裝置中，在1200Oe場強下進行磁選，磁選獲得的鐵精礦粉TFe品位為60.25％。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。