用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統的製作方法

2023-06-15 09:29:26

專利名稱：用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統的製作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及到冶金與選礦相結合的技術領域，特指一種主要適用於菱褐鐵礦共生礦及菱鐵礦、褐鐵礦、中低品位氧化錳礦、低品位紅土鎳礦、低品位氧化鉛鋅礦等低品位金屬礦的還原焙燒處理的專用成套裝置。
背景技術：
隨著我國鋼鐵工業的迅速發展，品位高且易選的鐵礦石資源瀕臨枯竭，合理開發利用複雜難選貧、雜鐵礦石資源對緩解我國鐵礦石供求矛盾，促進我國鋼鐵工業發展具有重要的現實意義。近年來研究開發的菱、褐鐵礦選礦技術主要包括重選、磁選等單一流程、選擇性絮凝浮選和還原焙燒-磁選等聯合流程。這些研究結果表明，目前尚未形成成熟有效的菱、褐鐵礦處理的成套裝置。目前我國菱鐵礦石和褐鐵礦石資源的利用率極低，絕大部分沒有開採利用。尤其是我國原生富礦資源稀少，鐵礦「貧、雜、細、散」的品質特點及較低的整體利用水平是我國鋼鐵工業發展的瓶頸。我們不得不面臨國產鐵礦石供應緊缺、 進口量連續大幅度增加，國際市場價格一路攀高，國家經濟安全和行業經濟效益受到嚴峻挑戰的局面。因此，通過科學研究，依靠科技進步，擴大可工業利用鐵礦資源量，高效、合理的開發利用上述各類中低品位鐵礦資源，保障鐵礦資源的安全供給，是鋼鐵行業以及國民經濟發展中亟待解決的問題。菱鐵礦、褐鐵礦、菱褐鐵礦共生礦的有效工業利用，對提高我國鐵礦資源的保障程度十分重要，是國民經濟發展急需的支撐技術。還原焙燒-磁選-(浮選)選礦新技術對這類弱磁性礦物是行之有效的選礦方法。 目前能實現還原焙燒的裝置有豎爐、迴轉窯、沸騰爐以及閃速焙燒爐。豎爐主要用於處理粒度範圍在10 75mm的礦石，迴轉窯主要用於處理粒度範圍在0 30mm的礦石，沸騰爐主要用於處理粒度範圍在0 3mm的礦石，閃速焙燒爐主要用於處理粒度範圍在0 Imm 的礦石，目前在工業生產上得到應用的主要是迴轉窯和豎爐。與此同時，隨著我國經濟的持續快速發展，對錳、鎳、鋅、鉛等金屬的需求量也逐年上升，導致上述金屬富礦資源逐漸枯竭。而我國廣泛分布著低品位軟錳礦、低品位氧化鉛鋅礦、低品位紅土鎳礦等金屬礦物，現在同樣不能有效地開發和利用。一些小的工廠採用反射爐進行焙燒，但存在焙燒效果差、處理量太小、工人勞動強度大、燃料用量大、經濟效益差、 環境汙染嚴重等缺點，迫切需要開發出針對這類礦產資源的有效處理工藝，使該類資源得到高效、合理的開發利用。對於低品位菱、褐鐵礦、紅土鎳礦、低品位氧化鉛鋅礦、低品位軟錳礦等金屬礦物，還原焙燒均採用中低溫還原焙燒技術，它們的焙燒工藝條件和設備配置都很相似。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題就在於針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單緊湊、成本低廉、適用範圍廣、焙燒效果好、處理量大的用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案一種用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統，包括迴轉窯體、配料進料組件以及出料組件，所述配料進料組件位於迴轉窯體上窯尾的進料口處，所述出料組件位於迴轉窯體上窯頭的出料口處，所述窯頭處設有用來往迴轉窯體內拋射粒煤的拋煤組件。作為本實用新型的進一步改進所述拋煤組件包括拋煤槍、粒煤倉和全密封定量給料機，所述粒煤倉通過下料管經全密封定量給料機與拋煤槍的進料口相連，所述拋煤槍的一端與送風機構相連通，所述拋煤槍的出口端經窯頭伸入迴轉窯體的內腔。所述配料進料組件包括粉礦倉、粉煤倉、粉礦膠帶輸送機、粉煤膠帶輸送機、混合膠帶輸送機以及配料下料管，所述粉礦膠帶輸送機位於粉礦倉的下方，所述粉煤膠帶輸送機位於粉煤倉的下方，所述混合膠帶輸送機位於粉煤膠帶輸送機和粉礦膠帶輸送機的下方，所述混合膠帶輸送機的出料端通過配料下料管與窯尾相連通。與現有技術相比，本實用新型的優點在於(1)、本實用新型採用從窯尾配入煤和窯頭拋入煤相結合的方式進行還原煤的給入，解決了窯內溫度場分布、弱還原性氣氛保持、提高迴轉窯產能、延長迴轉窯作業周期等難題。(2)、採用本實用新型後，整個焙燒工藝更加簡化，焙燒還原效果更好，適用範圍廣更廣，產品質量更高。

圖1是本實用新型在應用實例中的結構示意圖；圖2是本實用新型中拋煤組件的結構示意圖；圖3是採用本實用新型後的工藝流程示意圖。圖例說明1、迴轉窯體；101、窯尾；102、窯頭；105、窯身；2、配料進料組件；201、粉礦倉； 202、粉煤倉；203、粉礦膠帶輸送機；204、粉煤膠帶輸送機；205、混合膠帶輸送機；206、配料下料管；3、出料組件；301、螺旋輸送機；302、成品焙燒礦膠帶輸送機；303、沉澱池；304、 溢流泵；4、煙塵處理組件；401、冷卻器；402、漩渦除塵器；403、袋式除塵器；404、集灰鬥； 405、氣流導管；406、煙囪；407、鍋爐引風機；5、拋煤組件；501、羅茨風機；502、粒煤倉； 503、全密封定量給料機；504、下料管；505、拋煤槍。
具體實施方式
以下將結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統，包括迴轉窯體1、配料進料組件2、出料組件3以及煙塵處理組件4，配料進料組件2位於迴轉窯體 1上窯尾101的進料口處，出料組件3位於迴轉窯體1上窯頭102的出料口處，窯頭102處設有用來往迴轉窯體1內拋射粒煤的拋煤組件5。本實用新型中迴轉窯還原焙燒採用從窯尾101(給料端)配入煤和窯頭102 (排料端)拋入煤相結合的方式進行還原煤給入，有效地延長了反應高溫帶，大大增加了迴轉窯處理量，可以保證合理的窯內溫度場分布、保持弱還原性氣氛以及提高產能，同時降低了單位能耗和單位成本。拋煤組件5利用羅茨風量將粒煤拋入窯內，拋入窯內的煤一方面起到拉長還原高溫帶的作用，一方面起到強化還原氣氛的作用；拋入窯內的粒煤粒徑分布要符合一定比例，具體要求根據粒煤拋入窯內的距離確定。整個拋煤組件5各設備性能要相互匹配，保證煤風配比。拋入窯內的煤能夠確保焙燒溫度帶得到進一步延長，使煤及其揮發份直接參與還原，提高還原煤的利用率和原礦處理能力。如圖2所示，本實施例中，拋煤組件5包括拋煤槍505、粒煤倉502以及全密封定量給料機503，粒煤倉502通過下料管504經過全密封定量給料機503與拋煤槍505的進料口相連，拋煤槍505的一端與送風機構相連通，拋煤槍505的出口端經窯頭102伸入迴轉窯體 1的內腔。送風機構採用羅茨風機501。參見圖1，本實施例中，配料進料組件2包括粉礦倉201、粉煤倉202、粉礦膠帶輸送機203、粉煤膠帶輸送機204、混合膠帶輸送機205以及配料下料管206，粉礦膠帶輸送機 203位於粉礦倉201的下方，粉煤膠帶輸送機204位於粉煤倉202的下方，混合膠帶輸送機 205位於粉煤膠帶輸送機204和粉礦膠帶輸送機203的下方，混合膠帶輸送機205的出料端通過配料下料管206與窯尾101相連通。參見圖1，本實施例中，迴轉窯系統的尾氣排放端與一煙塵處理組件4相連，該煙塵處理組件4包括通過氣流導管405依次相連的冷卻器401、漩渦除塵器402、袋式除塵器 403，冷卻器401、漩渦除塵器402、袋式除塵器403均設有灰塵出口且通過灰塵出口與集灰鬥404相連通，袋式除塵器403的出口端與煙囪406相連通。參見圖3，採用本實用新型的迴轉窯後，其工作流程為(1)、破碎合格的褐、菱鐵礦、中低品位氧化錳礦(0 15mm)和煙煤(0 12mm)，由設在窯尾101的配料進料組件2，按比例定量配置後送入迴轉窯中進行磁化焙燒。焙燒熱源由燃燒天然氣和煙煤提供，通過控制天然氣燃燒的一次和二次風量，調控迴轉窯內的溫度場分布和氣氛，保證焙燒工藝過程順行。在窯頭102使用天然氣、煤氣、 粉煤燃燒裝置噴入天然氣或粉煤，燃燒用天然氣/粉煤和高壓離心風機鼓入的一次空氣由燒嘴噴入迴轉窯體1內進行燃燒供熱；在使用天然氣/粉煤作燃料的工藝中，天然氣/粉煤和一次空氣由燒嘴噴入迴轉窯體1的窯內進行燃燒。同時，通過設在窯頭102的粒煤拋煤組件5，從迴轉窯體1的窯頭102向迴轉窯內拋入部分粒度為0 12mm的粒煤，拋煤量按處理原礦量的2 10%，採用羅茨風機301鼓風拋煤，煤風比3 5:1 (即3 5kg/m3)。當高溫帶溫度升到550 750°C時，窯尾101開始加入礦石和配混合料，投料1小時後，距離窯口 2/3窯身長處溫度300 400°C;在投料1小時時，窯頭102開始拋煤，窯內溫度迅速升高，高溫帶拉長；1小時後距離窯口 2/3窯身105 長處溫度達到650 850°C，長度20 40m的還原焙燒高溫帶。通過控制拋入窯內粒煤的粒度範圍、拋煤煤風比控制粒煤拋入迴轉窯內的距離。生產中拋入粒煤在窯內分布見下表 1。從表中可以看出拋入粒煤集中分布在距離窯頭1/3 1/6窯身105長區域，要繼續拉長窯內高溫帶距離必須在窯尾101配入粉煤。在窯尾101，礦石和粉煤按配比送入窯內，粉煤配比按處理原礦量的2 10%，礦石和粉煤在迴轉窯內良好接觸的條件下一起在窯內運動和反應，傳熱和傳質過程迅速，反應時間充足。在生產中單獨採用窯尾101配煤工藝，只有燒嘴一團火在短距離內燃燒，單臺設備處理量最大只能達到40 45t/h，且窯況運行不平穩，結圈嚴重；採用窯頭102拋煤和窯尾101配煤相結合工藝技術處理量達55 60t/h，且窯況運行平穩，大大延緩了結圈周期， 有效解決結圈難題。採用窯頭102拋煤與窯尾101配煤相結合的工藝技術和裝備，提高了中低溫迴轉窯的單機產能、降低單位能耗、有效解決了磁化焙燒迴轉窯的結圈難題。表1 拋入粒煤在窯內分布
拋煤落點距窯頭距離拋煤量分布(％)0 1/122. 191/12 1/618. 021/6 1/431. 731/4 1/324. 621/3 5/1211. 765/12 1/26. 56)1/25. 13100.00風煤比3. 56(2)、原礦在650 850°C下，經30 90min還原焙燒後得到的成品焙燒礦通過迴轉窯體1的窯頭102的下料管直接落入出料組件3中的淹沒式螺旋輸送機301中，高溫物料通過水淬冷卻至70°C以下，水淬極冷可防止已焙燒好的物料再次氧化，冷卻後的成品焙燒礦由成品焙燒礦膠帶輸送機302送到磁選車間進行下一步的處理。冷卻水經沉澱池303 或濃密機沉降固體，再冷卻降溫後通過溢流泵304循環利用。迴轉窯排出的煙氣溫度達300°C以上且含塵量大，要經過煙塵處理組件4中的冷卻器401降溫除塵(溫度過高會將袋式除塵器布袋燒掉)、再經過漩渦除塵器402粗除塵和袋式除塵器403精收除塵後，煙氣含塵量達到排放標準後，由引風機送入煙@ 406後排入大氣。每條迴轉窯收塵系統的煙氣管路和收塵系統各卸灰點的煙塵分別集中收集到集灰鬥 404中，進行回收處理。經本實用新型處理後的焙燒礦經選礦後鐵精礦品位達61 63%，可以獲得良好的經濟效益及社會效益，還可以進一步在菱褐鐵礦、低品位氧化鉛鋅礦、低品位軟錳礦還原焙燒工業生產上推廣應用。以上僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本實用新型思路下的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾， 應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統，包括迴轉窯體(1)、配料進料組件(2)以及出料組件(3)，所述配料進料組件(2)位於迴轉窯體(1)上窯尾(101)的進料口處，所述出料組件(3)位於迴轉窯體(1)上窯頭(102)的出料口處，其特徵在於所述窯頭 (102)處設有用來往迴轉窯體(1)內拋射粒煤的拋煤組件(5)。
2.根據權利要求1所述的用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統，其特徵在於所述拋煤組件(5)包括拋煤槍(505)、粒煤倉(502)和全密封定量給料機(503)，所述粒煤倉(502 )通過下料管(504 )經全密封定量給料機(503 )與拋煤槍(505 )的進料口相連，所述拋煤槍(505)的一端與送風機構相連通，所述拋煤槍(505)的出口端經窯頭(102)伸入迴轉窯體(1)的內腔。
3.根據權利要求1或2所述的用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統，其特徵在於所述配料進料組件(2)包括粉礦倉(201)、粉煤倉(202)、粉礦膠帶輸送機(203)、粉煤膠帶輸送機(204)、混合膠帶輸送機(205)以及配料下料管(206)，所述粉礦膠帶輸送機 (203)位於粉礦倉(201)的下方，所述粉煤膠帶輸送機(204)位於粉煤倉(202)的下方，所述混合膠帶輸送機(205 )位於粉煤膠帶輸送機(204 )和粉礦膠帶輸送機(203 )的下方，所述混合膠帶輸送機(205 )的出料端通過配料下料管(206 )與窯尾(101)相連通。
專利摘要本實用新型公開了一種用於低品位金屬礦還原磁化焙燒的迴轉窯系統，包括迴轉窯體、配料進料組件以及出料組件，配料進料組件位於迴轉窯體上窯尾的進料口處，出料組件位於迴轉窯體上窯頭的出料口處，窯頭處設有用來往迴轉窯體內拋射粒煤的拋煤組件。本實用新型具有結構簡單緊湊、成本低廉、適用範圍廣、焙燒效果好、處理量大等優點。
文檔編號F27B7/32GK202177300SQ20112027829
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者付向輝, 張志雄, 張勝廣, 張茂, 楊智, 毛擁軍, 王東, 王金明, 董飛, 薛生暉, 詹曙光, 趙海濤, 鄒廷信, 陳啟平, 陳澤宗, 韓彥利, 黃曉燕, 黃焯樞, 黎紅兵 申請人:長沙礦冶研究院有限責任公司