一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原高磷鮞狀赤鐵礦生產(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)底爐直接還原高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2012年我國鐵礦石進(jìn)口總量為7億噸左右，進(jìn)口量占需求總量的60%以上，為保障我國鐵礦石的供給安全，必須加強(qiáng)對現(xiàn)有難選鐵礦資源的利用。尚憐麵狀赤鐵礦在中國儲量巨大，占鐵礦資源的11%左右，主要分布在中國的長江流域，現(xiàn)已探明及遠(yuǎn)期儲量達(dá)上百億噸，對該礦的研究具有很重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]高磷鮞狀赤鐵礦嵌布粒度極細(xì)，且經(jīng)常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹，是目前國內(nèi)外公認(rèn)的最難選的鐵礦石類型之一。許多研究表明，用直接還原-磁選工藝處理鮞狀赤鐵礦，可改變其物相，將氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇醮胚x分離的磁鐵礦或金屬鐵，效地提高精礦的鐵品位，并將微細(xì)粒的鮞狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱６却执蟮牧罱Y(jié)構(gòu)，為降磷創(chuàng)造條件。
[0004]轉(zhuǎn)底爐直接還原法工藝流程短，生產(chǎn)靈活，此工藝處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵可行。直接還原工藝有氣基和煤基兩種，由于我國天然氣資源短缺，煤基直接還原工藝是處理赤鐵礦更好的選擇。現(xiàn)有技術(shù)中，多用隧道窯處理高磷鮞狀赤鐵礦，雖然技術(shù)指標(biāo)較好，但是由于產(chǎn)量低、能耗高、污染嚴(yán)重，不符合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用轉(zhuǎn)底爐處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，包括如下步驟:
[0008](I)配料混合:將赤鐵精礦粉、還原煤粉和脫磷劑按比例進(jìn)行混合；
[0009](2)壓球干燥:將步驟(I)混合好的原料壓制成球團(tuán);然后干燥；
[0010](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)；
[0011](4)冷卻破碎:完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)冷卻后進(jìn)行破碎；
[0012](5)篩分磁選:將破碎后的顆粒過篩，然后進(jìn)行磁選，粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉，其余進(jìn)入廢渣倉。
[0013]所述步驟(I)中的赤鐵精礦粉為高磷鮞狀赤鐵礦，含量為70%?80 %，其粒度為-200 目。
[0014]所述步驟(I)中的赤鐵精礦粉、還原煤粉、脫磷劑的比例為70%?80%:10%?25%:10%?15%。
[0015]所述步驟(2)中，混合好的原料分別經(jīng)過壓密機(jī)預(yù)壓后，高壓壓球機(jī)最終壓制成球團(tuán)。
[0016]壓密機(jī)的線壓比為3t/cm，高壓壓球機(jī)的線壓比為5t/cm。
[0017]所述步驟(3)中，轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的還原溫度為1100°C_1350°C，還原時(shí)間為30?60分鐘。
[0018]所述步驟(4)中，完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)排至豎式冷卻器，高溫球團(tuán)在豎式冷卻器內(nèi)被氮?dú)饫鋮s到150?250°C;然后由鏈板機(jī)送至破碎機(jī)，進(jìn)行破碎。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]本發(fā)明利用轉(zhuǎn)底爐的高溫還原過程，將高磷鮞狀赤鐵礦中的鐵進(jìn)行還原，后經(jīng)豎式冷卻器冷卻后，利用鐵晶與脈石膨脹系數(shù)的不同，使得二者的結(jié)合松動，再經(jīng)過破碎而使鐵單體解離。通過加入脫磷劑將有害元素磷進(jìn)行固結(jié)并分離，不僅降低了成品中的有害元素，而且保證了生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)工藝過程省去了傳統(tǒng)煉鐵工藝中的燒結(jié)和焦化，且不用焦炭，所需燃料及動力可以全部來自非鐵焦煤，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶煉過程中對稀缺能源的替代。本發(fā)明工藝簡單，流程緊湊，生產(chǎn)效率高，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0023]本發(fā)明利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，包括如下步驟:
[0024](I)配料混合
[0025]將赤鐵精礦粉和還原煤、生石灰、粘結(jié)劑按一定比例加入到配料室。其中赤鐵精礦粉、還原煤粉、脫磷劑的比例為70%?80%: 10%?25%: 10%?15%。
[0026]所述赤鐵精礦粉為含量70%?80%的赤鐵精礦粉，其粒度為-200目。
[0027]配好的原料由皮帶輸送到高位料倉，稱量后進(jìn)入混料機(jī)，原料在混碾機(jī)內(nèi)混合后經(jīng)膠帶機(jī)輸送到壓球車間內(nèi)的混合料倉。
[0028](2)壓球干燥
[0029]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)入壓球機(jī)?；旌狭蟼}下面接膠帶機(jī)，輸送原料在壓密機(jī)預(yù)壓后，高壓壓球機(jī)最終壓制成球。其中預(yù)壓機(jī)的線壓比為3t/cm，高壓壓球機(jī)的線壓比為5t/cm。壓好的成球經(jīng)由膠帶機(jī)輸送至圓輥篩進(jìn)行篩分。篩分后的篩下物料直接輸送至烘干機(jī)。篩上的大球經(jīng)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)、齒輥破碎后，返回壓球車間壓球。
[0030](3)還原反應(yīng)
[0031]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，轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的還原溫度為1100°C_1350°C，還原時(shí)間為40分鐘，，使轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的球團(tuán)充分進(jìn)行還原反應(yīng)。從轉(zhuǎn)底爐直接排出高溫80 % -95 %的還原鐵。
[0032]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。爐內(nèi)的工藝過程是:球團(tuán)等爐料從裝入?yún)^(qū)裝入爐內(nèi)后隨著爐床前進(jìn)，首先在加熱區(qū)被加熱到1000°c以上，然后進(jìn)入溫度更高的還原區(qū)。燃燒及反應(yīng)所生成的氣體沿著與爐床前進(jìn)的相反方向流入廢氣系統(tǒng)中。被還原的球團(tuán)等在爐內(nèi)稍微冷卻后通過排出裝置排到爐外。轉(zhuǎn)底爐工藝中，含碳球團(tuán)等爐料中的碳是主要的燃料，其加熱后產(chǎn)生的揮發(fā)份和還原鐵氧化物等產(chǎn)生的CO是主要還原劑，外部燒嘴加熱用燃料只是輔助部分，僅占所需能量的約15%。因此，含碳球團(tuán)等爐料中的碳利用非常充分，該工藝既有利于節(jié)能又有利于減少污染物的排放。
[0033]含碳球團(tuán)中轉(zhuǎn)底爐內(nèi)部加熱到最高1400°C。爐子為側(cè)加熱，可以設(shè)置多個(gè)溫度控制區(qū)。目的是通過調(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。
[0034](4)冷卻破碎
[0035]完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)由出料機(jī)排至豎式冷卻器。高溫球團(tuán)中豎式冷卻器內(nèi)被氮?dú)饫鋮s到200°C左右，由鏈板機(jī)送至破碎篩分車間。氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)性氣氛，能夠防止高溫還原鐵球團(tuán)二次氧化，而且冷卻后的氮?dú)鉁囟冗_(dá)升高，可以再次換熱使用。由鏈板機(jī)輸送過來的球團(tuán)直接進(jìn)入破碎機(jī)，進(jìn)行破碎。
[0036](5)篩分磁選
[0037]對破碎后的物料進(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，其余進(jìn)入二次破碎；
[0038]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，其余進(jìn)入廢渣倉。
[0039]成品鐵粉倉內(nèi)的還原球團(tuán)，經(jīng)壓塊機(jī)高溫下進(jìn)行熱壓塊，生產(chǎn)出最后的壓塊鐵產(chǎn)品。壓塊鐵產(chǎn)品尺寸為90mm X 60mm X 30mm。
[0040]采用本發(fā)明方法，每生產(chǎn)I噸粒鐵需要赤鐵礦2.1噸，電力消耗270度，耗水1.5噸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(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、還原煤粉和脫磷劑按比例進(jìn)行混合； (2)壓球干燥:將步驟(I)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:完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)冷卻后進(jìn)行破碎； (5)篩分磁選:將破碎后的顆粒過篩，然后進(jìn)行磁選，粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉，其余進(jìn)入廢渣倉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的赤鐵精礦粉為高磷鮞狀赤鐵礦，含量為70%?80%，其粒度為-200目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的赤鐵精礦粉、還原煤粉、脫磷劑的比例為70%?80%: 10%?25%:10%?15%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(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)過壓密機(jī)預(yù)壓后，高壓壓球機(jī)最終壓制成球團(tuán)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:壓密機(jī)的線壓比為3t/cm，高壓壓球機(jī)的線壓比為5t/cm06.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的還原溫度為1100°C_1350°C，還原時(shí)間為30?60分鐘。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用轉(zhuǎn)底爐直接還原處理高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法，其特征在于:所述步驟(4)中，完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)排至豎式冷卻器，高溫球團(tuán)在豎式冷卻器內(nèi)被氮?dú)饫鋮s到150?250°C;然后由鏈板機(jī)送至破碎機(jī)，進(jìn)行破碎。
【專利摘要】本發(fā)明屬于煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用轉(zhuǎn)底爐直接還原高磷鮞狀赤鐵礦生產(chǎn)粒鐵的方法。該方法包括如下步驟：(1)配料混合：將赤鐵精礦粉、還原煤和脫磷劑按比例進(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：完成還原反應(yīng)后的還原鐵球團(tuán)冷卻后進(jìn)行破碎。(5)篩分磁選：將破碎后的顆粒過篩，然后進(jìn)行磁選，粒鐵進(jìn)入成品粒鐵倉，其余進(jìn)入廢渣倉。本發(fā)明工藝簡單，流程緊湊，生產(chǎn)效率高，節(jié)能環(huán)保。
【IPC分類】C21B13/00
【公開號】CN105506209
【申請?zhí)枴緾N201510983139
【發(fā)明人】何鵬, 嚴(yán)定鎏, 高建軍, 王海風(fēng)
【申請人】鋼研晟華工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月24日