一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤鐵礦化學(xué)成分不固定，含鐵量低，選礦富集困難，很難作為燒結(jié)配礦使用，利用率很低。由于赤鐵礦含鐵量很不穩(wěn)定、水分含量變化大、碎磨過(guò)程中容易過(guò)粉碎，而且沒(méi)有磁性，所以很難進(jìn)行選礦富集，選礦過(guò)程中鐵損大。另外，赤鐵礦堆積密度小、吸水性強(qiáng)、Si〇2含量偏尚、燒損尚ο由于我國(guó)優(yōu)質(zhì)鐵礦資源匱之、復(fù)雜難選鐵礦石利用率低以及國(guó)內(nèi)鐵礦石生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能不足，致使國(guó)內(nèi)鐵礦石市場(chǎng)呈現(xiàn)嚴(yán)重的供不應(yīng)求狀態(tài)。因此，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)復(fù)雜難選鐵礦石高效開(kāi)發(fā)利用研究，提高鐵礦石自給率，具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中，在生產(chǎn)燒結(jié)礦時(shí)，由于密度小、填充率低和結(jié)晶水分解，會(huì)造成燒結(jié)礦的氣孔率高、比重減小、液相量不足、燒成率低等，影響燒結(jié)產(chǎn)量;礦石吸水性強(qiáng)，燒結(jié)過(guò)程中需要的水分較大、對(duì)點(diǎn)火質(zhì)量要求高;礦中Si02含量偏高，燒結(jié)礦品位降低，不利于降低煉鐵能耗；另一方面，燒結(jié)過(guò)程中液相量中硅酸鹽比例增大，流動(dòng)性差;燒結(jié)料層內(nèi)孔隙大，垂直燒結(jié)速度較快，礦物間礦化作用和生成液相的時(shí)間短。高配比赤鐵礦燒結(jié)時(shí)，具有燒結(jié)速度慢，燒結(jié)生產(chǎn)率低、燒結(jié)礦組織疏松、成品率低以及燃耗高等缺點(diǎn)。赤鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)的缺點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙了赤鐵礦的大量利用，高爐使用赤鐵礦一直以來(lái)是困擾煉鐵企業(yè)的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新的煉鐵工藝，采用煤基直接還原技術(shù)，利用轉(zhuǎn)底爐處理難選赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，包括如下步驟:
[0007](1)配料混合:將赤鐵精礦粉和還原煤粉、生石灰、粘結(jié)劑按比例進(jìn)行混合；
[0008](2)壓球干燥:將步驟(1)混合好的原料壓制成球團(tuán)；然后干燥；
[0009](3)還原反應(yīng):將干燥后的球團(tuán)放置于轉(zhuǎn)底爐中，加熱轉(zhuǎn)底爐，使轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的球團(tuán)充分進(jìn)行還原反應(yīng)；
[0010](4)冷卻破碎:將完成還原反應(yīng)后的球團(tuán)冷卻，然后進(jìn)行破碎；
[0011 ] (5)篩分磁選:將破碎后的顆粒過(guò)篩，然后進(jìn)行磁選，粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉(cāng)，其余進(jìn)入廢渣倉(cāng)。
[0012]所述步驟(1)中的赤鐵精礦粉為含量70%?80%的赤鐵精礦粉，其粒度為-200目。
[0013]所述步驟(1)中的粘結(jié)劑為氧化鋁粉;赤鐵精礦粉、還原煤粉、生石灰和氧化鋁粉的比例為 1000:280:53.2:19.1。
[0014]所述步驟(2)中，混合好的原料分別經(jīng)過(guò)預(yù)壓和高壓壓制，最終壓制成球團(tuán)。
[0015]所述步驟(2)中，烘干溫度為200-300°C，停留時(shí)間20-40mins。
[0016]所述步驟(3)中，轉(zhuǎn)底爐升溫至1300-1500°C，還原時(shí)間30-45mins。
[0017]所述步驟(3)中，所述轉(zhuǎn)底爐分成多個(gè)供熱段，采用側(cè)燒嘴進(jìn)行加熱。
[0018]所述步驟(4)中，完成還原反應(yīng)后的球團(tuán)的溫度為950_1050°C，采用水冷工藝?yán)鋮s至 300°C。
[0019]所述步驟(4)中，破碎后的顆粒粒度小于50目。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0021]本發(fā)明采用煤基直接還原技術(shù)，煤基直接還原技術(shù)是一種利用含鐵資源提取金屬鐵及其它有價(jià)金屬的最新的直接還原技術(shù)，以非焦煤為一次能源，粉礦無(wú)需高溫造塊，工藝流程和冶煉周期短，生產(chǎn)效率高。特別是由于省去了傳統(tǒng)流程中污染物排放量最大的焦化與燒結(jié)工序，大大地減輕了環(huán)境負(fù)荷，同時(shí)也進(jìn)一步減少了能源消耗和C02的排放。本發(fā)明方法使用設(shè)備較少、投資低、工藝簡(jiǎn)單、流程短、操作穩(wěn)定、易于規(guī)模生產(chǎn)，有很高的實(shí)用價(jià)值。采用本發(fā)明，省去了傳統(tǒng)煉鐵工藝中的燒結(jié)和焦化，且不用焦炭，屬于一種非高爐直接還原煉鐵法。本發(fā)明可以最大限度的合理使用自然資源和能源，是一種利用難選赤鐵礦進(jìn)行煉鐵生產(chǎn)的高效環(huán)保工藝。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方式實(shí)現(xiàn):
[0024]赤鐵礦礦粉直接配入一定量的固定碳作為還原劑，并將混合料制備成具有一定強(qiáng)度的球團(tuán)，均勻地布到轉(zhuǎn)底爐中，通過(guò)燃燒加熱后，含碳球在高溫半熔融狀態(tài)下發(fā)生直接還原反應(yīng)，最終形成粒鐵和殘?jiān)?，達(dá)到短流程直接生產(chǎn)粒鐵的目的。
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]本發(fā)明利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，包括如下步驟:
[0027](1)配料混合
[0028]將赤鐵精礦粉和還原煤粉、生石灰、粘結(jié)劑按一定比例加入到配料室;其中，粘結(jié)劑為氧化鋁粉。
[0029]赤鐵精礦粉、還原煤粉、生石灰和氧化鋁粉的比例為1000:280:53.2:19.1。所述赤鐵精礦粉為含量70 %?80 %的赤鐵精礦粉，其粒度為-200目。
[0030]配好的原料由皮帶輸送到高位料倉(cāng)，稱(chēng)量后進(jìn)入輥碾混料機(jī)，進(jìn)行混合。
[0031](2)壓球干燥
[0032]混碾好的原料由膠帶機(jī)輸送到預(yù)壓機(jī)壓球，然后進(jìn)入高壓壓球機(jī)，壓制成球團(tuán)。
[0033]成型后的成品生球經(jīng)由圓輥篩篩分，篩上成品球送至轉(zhuǎn)底爐，篩下物料經(jīng)由膠帶機(jī)返回中間料倉(cāng)，重新進(jìn)行壓球。
[0034]預(yù)壓球機(jī)型壓輥直徑為Φ 1050πιπι，最大壓線比為4t/cm，總壓力200t，生產(chǎn)能力40t/ho
[0035]高壓壓球機(jī)總壓力450t，最大壓線比為9t/cm，生產(chǎn)能力17.5t/h，設(shè)備總重58.5t。
[0036]從壓球機(jī)壓好的球團(tuán)進(jìn)入烘干機(jī)，進(jìn)行干燥，烘干溫度250°C，停留時(shí)間20mins。
[0037](3)還原反應(yīng)
[0038]將干燥后的球團(tuán)放置于轉(zhuǎn)底爐中，加熱轉(zhuǎn)底爐，升溫至1400 °C，還原時(shí)間3 0 -45mins，使轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的球團(tuán)充分進(jìn)行還原反應(yīng)。
[0039]還原轉(zhuǎn)底爐，用于將含碳球團(tuán)加熱到最高1400°C，生產(chǎn)粒鐵。爐子為側(cè)加熱，分六個(gè)溫度控制區(qū)。目的是通過(guò)調(diào)節(jié)各段燃料和熱空氣供應(yīng)量，最大限度的利用熱能和還原氣氛保證加熱和還原要求。
[0040]煙氣在爐子中與含碳球團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向逆向流動(dòng)，從而對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行加熱，廢氣由爐頂?shù)呐艧熆谂懦鲞M(jìn)入換熱器，對(duì)煤氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱，換熱后可以對(duì)煤粉中速磨煙氣爐烘干。
[0041]爐子使用發(fā)熱值為1350kcal/Nm3的發(fā)生爐煤氣為燃料。采用側(cè)燒嘴進(jìn)行加熱。爐子分成6個(gè)供熱段，配置高溫抗輻射發(fā)生爐煤氣直焰燒嘴31臺(tái)；另外在1-5區(qū)設(shè)熱空氣噴嘴。為防止燒嘴堵塞，在燒嘴兩側(cè)設(shè)清理孔。
[0042]發(fā)生爐煤氣燒嘴分布在6個(gè)加熱和還原段中，并在1-5區(qū)設(shè)熱空氣噴嘴。所有燒嘴均配有相應(yīng)的燒嘴磚及燒嘴板。每個(gè)還原區(qū)燒嘴布置外弧3個(gè)，內(nèi)弧2個(gè)。
[0043](4)冷卻破碎
[0044]完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)由螺旋排料器排至帶冷機(jī)，進(jìn)行冷卻。物料在帶有安裝傾角的帶冷機(jī)內(nèi)冷卻，由進(jìn)料端移至出料端。帶冷機(jī)通過(guò)噴射霧化水，將溫度1000°c左右的還原鐵冷卻至300°C。冷卻機(jī)噴嘴的噴水量和噴射角度，隨著高溫物料特性的不同而變化，冷卻速度快，耗水量少，生產(chǎn)成本低。
[0045]冷卻后的還原鐵球團(tuán)直接進(jìn)入破碎機(jī)，進(jìn)行破碎。
[0046](5)篩分磁選
[0047]對(duì)破碎后的物料進(jìn)行篩分，篩下物經(jīng)磁選機(jī)磁選后粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉(cāng)，其余進(jìn)入二次破碎；
[0048]二次破碎后的物料進(jìn)入二次篩分，篩上物返回二次破碎機(jī)重新破碎，篩下物經(jīng)磁選機(jī)磁選后粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉(cāng)，其余進(jìn)入廢渣倉(cāng)。
[0049]采用本發(fā)明方法，每生產(chǎn)1噸粒鐵需要赤鐵礦1.71噸，電力消耗170度，耗水1.5噸，每噸鐵成本約2000元左右。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: (1)配料混合:將赤鐵精礦粉和還原煤粉、生石灰、粘結(jié)劑按比例進(jìn)行混合； (2)壓球干燥:將步驟(1)混合好的原料壓制成球團(tuán);然后干燥； (3)還原反應(yīng):將干燥后的球團(tuán)放置于轉(zhuǎn)底爐中，加熱轉(zhuǎn)底爐，使轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的球團(tuán)充分進(jìn)行還原反應(yīng)； (4)冷卻破碎:將完成還原反應(yīng)后的球團(tuán)冷卻，然后進(jìn)行破碎； (5)篩分磁選:將破碎后的顆粒過(guò)篩，然后進(jìn)行磁選，粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉(cāng)，其余進(jìn)入廢渣倉(cāng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(1)中的赤鐵精礦粉為含量70 %?80 %的赤鐵精礦粉，其粒度為-200目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(1)中的粘結(jié)劑為氧化鋁粉;赤鐵精礦粉、還原煤粉、生石灰和氧化鋁粉的比例為1000:280:53.2:19.1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，混合好的原料分別經(jīng)過(guò)預(yù)壓和高壓壓制，最終壓制成球團(tuán)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，烘干溫度為200-300°C，停留時(shí)間20-40mins。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，轉(zhuǎn)底爐升溫至1300-1500°C，還原時(shí)間30-45mins。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，所述轉(zhuǎn)底爐分成多個(gè)供熱段，采用側(cè)燒嘴進(jìn)行加熱。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(4)中，完成還原反應(yīng)后的球團(tuán)的溫度為950-1050°C，采用水冷工藝?yán)鋮s至300V。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(4)中，破碎后的顆粒粒度小于50目。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法。該方法包括(1)配料混合：將赤鐵精礦粉和還原煤粉、生石灰、粘結(jié)劑按比例進(jìn)行混合；(2)壓球干燥：將步驟(1)混合好的原料壓制成球團(tuán)；然后干燥；(3)還原反應(yīng)：將干燥后的球團(tuán)放置于轉(zhuǎn)底爐中，加熱轉(zhuǎn)底爐，使轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的球團(tuán)充分進(jìn)行還原反應(yīng)；(4)冷卻破碎：將完成還原反應(yīng)后的球團(tuán)冷卻，然后進(jìn)行破碎；(5)篩分磁選。本發(fā)明方法使用設(shè)備較少、投資低、工藝簡(jiǎn)單、流程短、操作穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保、易于規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】C21B13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105463146
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510982818
【發(fā)明人】何鵬, 嚴(yán)定鎏, 王海風(fēng), 高建軍
【申請(qǐng)人】鋼研晟華工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日