一種豎爐及其用于難選低品位鐵礦石煤基磁化焙燒工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金和礦物工程設(shè)備及工藝技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了提高難選低品位鐵礦石磁化焙燒均勻性的一種豎爐及其用于難選低品位鐵礦石煤基磁化焙燒工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)隨著高品位鐵礦石的不斷開(kāi)采而出現(xiàn)枯竭，以及鐵礦石價(jià)格的不斷上漲，使低品位鐵礦石和復(fù)合共生鐵礦石具有較大的利用價(jià)值，并成為日后開(kāi)發(fā)利用的重要方向。
[0003]難選低品位鐵礦石的利用主要是采用強(qiáng)磁選工藝或磁化焙燒-磨礦磁選工藝來(lái)生產(chǎn)鐵精粉。對(duì)于難選低品位鏡鐵礦來(lái)說(shuō)，鐵礦石經(jīng)過(guò)強(qiáng)磁選工藝磨礦和磁選后，生產(chǎn)的鐵精粉品位為46?47%及金屬回收率為66?67%，產(chǎn)品不但不能滿(mǎn)足高爐生產(chǎn)的需要，而且選礦過(guò)程中造成了較大的金屬浪費(fèi)；磁化焙燒-磨礦磁選工藝是難選低品位鐵礦石經(jīng)過(guò)豎爐進(jìn)行磁化焙燒后，再經(jīng)過(guò)磨礦和磁選工藝，生產(chǎn)的鐵精粉品位為54?56%及金屬回收率為82?85%。由于難選低品位鐵礦石采用豎爐磁化焙燒-磨礦磁選工藝生產(chǎn)的鐵精粉品位及金屬回收率較高，在國(guó)內(nèi)得到了推廣應(yīng)用。
[0004]豎爐是主要處理塊礦的一種爐型，整個(gè)爐體由爐頂上部的給料系統(tǒng)、爐體、爐體下部的排礦系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)四部分所組成，爐體內(nèi)部從上到下分為預(yù)熱帶、加熱帶和還原帶三部分。豎爐從斷面結(jié)構(gòu)來(lái)看，爐膛上部較寬，向下逐漸收縮，到加熱帶最窄處(爐腰)后又逐漸擴(kuò)大到還原帶的底部。豎爐用輔助設(shè)備主要有爐體還原帶下部?jī)蓚?cè)的輥式排礦機(jī)，它沿爐體長(zhǎng)度方向進(jìn)行安裝，其中心線以下浸在水封池中，主要是用來(lái)排出焙燒完成的鐵礦石。排礦輥下部設(shè)有搬出機(jī)，焙燒礦經(jīng)排礦輥入水冷卻后落在搬出機(jī)上，由搬出機(jī)運(yùn)出。豎爐的頂部設(shè)有給礦漏斗，漏斗兩側(cè)為排煙管，相應(yīng)廢氣彎管與排煙管連接，煙氣經(jīng)除塵后由一臺(tái)抽風(fēng)機(jī)將煙氣排到大氣中。鐵礦石在豎爐內(nèi)停留時(shí)間為6?10小時(shí)。
[0005]鐵礦石豎爐磁化焙燒工藝的干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻在一個(gè)矩形豎爐內(nèi)完成。雖然這種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、投資較低，但由于這種工藝在理論上存在著固有的、難以克服的缺陷，使這種工藝存在較多問(wèn)題。(I)產(chǎn)品質(zhì)量差。由于塊狀鐵礦石在豎爐內(nèi)靠自身重力作用而向下流動(dòng)，使這種運(yùn)動(dòng)不可能十分均勻，即使每個(gè)礦塊的重量和大小完全相同，靠近爐壁處的塊礦與中部的塊礦下行也會(huì)快慢不一，滯后及超前現(xiàn)象較為嚴(yán)重。同時(shí)，豎爐內(nèi)加熱塊狀鐵礦石的氣流來(lái)自?xún)蓚?cè)的燃燒室，爐內(nèi)加熱鐵礦石的煙氣溫度分布也不均勻，一般靠近爐壁處鐵礦石的溫度高，而靠近爐中部的鐵礦石溫度偏低。(2)只能使用氣體燃料。當(dāng)豎爐采用高爐煤氣作燃料時(shí)，雖有節(jié)約能源的好處，但由于其熱值太低，很難達(dá)到鐵礦石磁化焙燒所需的溫度。這對(duì)鐵礦石的磁化質(zhì)量產(chǎn)生了一定影響。對(duì)于另建煤氣發(fā)生爐來(lái)生產(chǎn)豎爐磁化焙燒所需的煤氣時(shí)，一方面，由于一般發(fā)生爐煤氣的發(fā)熱值不高，只能免強(qiáng)滿(mǎn)足豎爐焙燒的要求；另一方面煤氣發(fā)生爐的投資高而且還會(huì)帶來(lái)新的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種豎爐及其用于難選低品位鐵礦石煤基磁化焙燒工藝，以解決難選低品位鐵礦石豎爐氣基磁化焙燒質(zhì)量不夠均勻，只能使用煤氣作為燃料進(jìn)行鐵礦石的磁化焙燒的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種豎爐，它包括給料系統(tǒng)、爐體、排煙系統(tǒng)、排礦系統(tǒng)，所述爐體的爐腔自上而下分為預(yù)熱帶、加熱帶、還原帶，加熱帶的爐壁外側(cè)設(shè)有燃燒室，燃燒室分為上燃燒室和下燃燒室，所述爐體的爐腔內(nèi)還設(shè)有至少兩根還原煤輸送管，所述還原煤輸送管的頂端延伸至還原帶，還原煤輸送管的底端與還原煤氣力輸送裝置相連接，還原煤輸送管的頂端設(shè)有還原煤噴出口。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原煤輸送管的高度不同，頂端呈錯(cuò)落分布。
[0009]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述上燃燒室、下燃燒室內(nèi)分別設(shè)有燃燒咀，下燃燒室的底部設(shè)有集灰裝置。
[0010]一種豎爐用于難選低品位鐵礦石煤基磁化焙燒工藝，它包括以下步驟:
步驟一、鐵礦石的預(yù)熱，將鐵礦石從給料系統(tǒng)加入，鐵礦石依靠自身重力從上往下流動(dòng)，在預(yù)熱帶與高溫?zé)煔膺M(jìn)行初步熱交換2?3h后從預(yù)熱帶流出時(shí)，鐵礦石溫度升高到500?600°C，鐵礦石中的揭鐵礦脫除結(jié)晶水，尚溫?zé)煔鈨H有排煙系統(tǒng)排除爐體；
步驟二、鐵礦石的加熱，燃燒室內(nèi)加熱煤粉與助燃空氣混合后進(jìn)行燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔膺M(jìn)入加入帶與從預(yù)熱帶流下的鐵礦石在加熱帶進(jìn)行熱交換2?3h，加熱后的鐵礦石從加熱帶流出時(shí)溫度升高到900?950°C，鐵礦石中的菱鐵礦分解；
步驟三、鐵礦石的還原，加熱后的鐵礦石流到還原帶，還原煤從還原煤輸送管頂端的還原煤噴出口噴入爐腔還原帶中，大顆粒還原煤從高還原煤輸送管頂端噴出，小顆粒還原煤從高度較低的還原煤輸送管頂端噴出，還原煤與高溫鐵礦石進(jìn)行混合，鐵礦石經(jīng)過(guò)4-5h的還原，得到充分的磁化焙燒；
步驟四、焙燒礦的冷卻、磨礦及磁選，鐵礦石在磁化焙燒完成后，高溫焙燒礦由排礦系統(tǒng)從豎爐底部排出，入水進(jìn)行冷卻至60?80°C，冷卻后的焙燒礦經(jīng)過(guò)球磨機(jī)磨礦至粒度為-200目大于80%后，再經(jīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為1250 Oe的磁選工藝進(jìn)行磁選，得到鐵精粉產(chǎn)品，所述鐵精粉產(chǎn)品的鐵品位為56?60%。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鐵礦石為鏡鐵礦，由赤鐵礦、揭鐵礦和菱鐵礦組成，粒度為15?50mm、鐵品位為29?35% ;所述還原煤中揮發(fā)分質(zhì)量百分比含量為35?45%，粒度為I?5mm、5?10mm、10?15mm ;所述加熱煤粉為粒度為-200目大于80%以上的動(dòng)力煤。
[0012]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟二中上燃燒室(501)的溫度為700?800 °C，下燃燒室(502)的溫度為950?1050 °C。
[0013]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三中粒度為I?5_的還原煤從高度最低的還原煤輸送管?chē)姵?，粒度??10_的還原煤從中等高度的還原煤輸送管?chē)姵?，粒度?0?15_的還原煤從高度最高的還原煤輸送管?chē)姵觥?br>[0014]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原煤的加入量為鐵礦石質(zhì)量的2?2.5%。
[0015]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述燃燒室的燃料為加熱煤粉或煤氣。
[0016]本發(fā)明所述的一種豎爐在爐體的下腔中設(shè)置數(shù)根高度不同的還原煤輸送管，在鐵礦石磁化焙燒過(guò)程中，不同粒度的還原煤從不同高度的還原煤輸送管頂端噴入爐體的還原帶，與經(jīng)過(guò)加熱的鐵礦石充分混合，在還原煤溫度升高過(guò)程中，首先進(jìn)行裂解產(chǎn)生含有4和CO的揮發(fā)分，揮發(fā)分在還原帶內(nèi)上升過(guò)程中與下流的高溫鐵礦石進(jìn)行接觸，使鐵礦石進(jìn)行初步還原，還原煤裂解后的炭粒與初步還原的鐵礦石一起下流過(guò)程中，炭粒與鐵礦石進(jìn)一步進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)放出的CO2與炭粒接觸又產(chǎn)生還原氣體CO，使鐵礦石的還原反應(yīng)持續(xù)下去；同時(shí)，豎爐底部焙燒礦冷卻產(chǎn)生的水蒸汽在向爐腔上部流動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)還原帶時(shí)與炭粒進(jìn)行接觸產(chǎn)生水煤氣反應(yīng)，釋放出CO和H2，又進(jìn)一步增加了鐵礦石的還原氛圍。通過(guò)本發(fā)明的使用，使得加熱后的鐵礦石能夠在爐腔內(nèi)得到充分、均勻的還原，提高了焙燒礦的質(zhì)量。
[0017]本發(fā)明所述的豎爐既可用加熱煤粉作為燃料，也可用煤氣作為燃料。當(dāng)采用加熱煤粉作為燃料時(shí)，在豎爐燃燒室中設(shè)置了燃燒咀，采用氣力輸送的方法將加熱煤粉輸送到燃燒室進(jìn)行燃燒，并在燃燒室的下部設(shè)置集灰裝置，將粉煤燃燒后的煤灰在集灰裝置中進(jìn)行暫存并定期排放。
[0018]本發(fā)明在傳統(tǒng)鐵礦石豎爐氣基磁化焙燒的基礎(chǔ)上，通過(guò)在還原帶加入還原煤，當(dāng)還原煤加入的比例與鐵礦石的還原需求量相當(dāng)時(shí)，可完全停止豎爐還原煤氣的供入，采用還原煤可完成鐵礦石的磁化焙燒。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
(1)、本發(fā)明所述的一種豎爐及其用于難選低品位鐵礦石煤基磁化焙燒工藝，通過(guò)還原煤的噴出方式的改變，提高了鐵礦石在豎爐還原帶中還原氣氛濃度及鐵礦石的還原速度，使得鐵礦石的磁化焙燒更加均勻、充分，提高了單臺(tái)豎爐的產(chǎn)量和質(zhì)量；
(2)、本發(fā)明所述的豎爐在不使用還原煤氣的情況下就可進(jìn)行難選低品位鐵礦石的磁化焙燒，減小了高熱值煤氣的使用兩，降低了難選低品位鐵礦石的選礦成本。
[0020](3)本發(fā)明所述的豎爐既可用煤氣作為燃料，也可用加熱煤作為燃料，拓展了豎爐的功能。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是一種豎爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是一種豎爐用于難選低品位鐵礦石煤基磁化焙燒工藝的流程圖；
圖中:1、給料系統(tǒng)，2、爐體，201、預(yù)熱帶，202、加熱帶，203、還原帶，3、排煙系統(tǒng)，4、排礦系統(tǒng)，5、燃燒室，501、上燃燒室，502