專利名稱：一種褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉的方法及還原焙燒爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用褐鐵礦(Fe203.XH20)和菱鐵礦(FeC03) 還原為磁鐵礦的工藝以及在還原磁化中專用設備的改進，特別是一種 褐鐵礦(Fe203.XH20)和菱鐵礦(FeC03)生產為鐵精粉的方法及還 原焙燒爐，適用于褐鐵礦和菱鐵礦經還原熱處理變性為疏松多孔、大 比表面、經細磨為強磁性磁鐵礦精粉的選礦工藝，也適用于赤鐵礦和 鏡鐵礦。技術背景鐵精粉是用來冶煉鐵的主要原料，目前生產鐵精粉的方法主要有 兩種，—種是磁鐵礦物理分離法，另一種是化學分離精選提純法。采 用磁鐵礦物理分離法生產鐵精粉，雖然工藝簡單、比較容易制取，但 因制取的鐵精粉顆粒為實心扁平體、比表面小、雜質含量高，故影響 粉末冶金和鋼鐵冶煉的質量和效益。對于品位較低的褐鐵礦、菱鐵礦、 赤鐵礦主要的選礦方法 一種是利用重選法進行分離富集，但因如二 氧化硅等一類的雜質與鐵基結合狀態(tài)緊密，要把品位為30-50%的原 礦提高到60%以上的精礦，顯然難以提純富集，即便是高品位的菱鐵 礦，也不能直接冶煉，因此，大部分低品位組分復雜的褐鐵礦及絕大 部分的菱鐵礦、鏡鐵礦都棄之不用，造成了礦產資源的浪費；另一種 為化學分離浮選法，但是細磨和化學分離成本很高，效益不甚顯著-. 第三種為強磁分離，但效果也不明顯。中國專利200510068608.9公
開了一種"菱、褐、赤混合性鐵礦石的保磁還原焙燒工藝"，釆用設 有上、下兩排燒嘴的豎爐，在負壓下及稀還原劑氣氛中運作，將礦料粉碎為75-20mm粒級后從爐頂裝入爐膛，在15(TC時，礦石表面的附 著水蒸發(fā)，在300-400'C時脫水，在600'C時脫水完畢，在400-56(TC 時，菱鐵礦分解，赤鐵礦還原，在分解還原延伸段充分反應后，實現 礦塊通體磁化，該工藝的缺點在于由于礦料在豎爐中是靠重力自然 下行，礦料不產生翻動，且礦料下行速度難以控制，影響受熱的均勻 性，還原反應速度不一、存在生燒和過燒現象；另外還原鐵精粉疏松 性仍較差。目前使用的回轉爐由旋轉爐體、托輪、、托輪軌、電機構 成，爐體口部開放，無論是用于球團燒結、石灰制造等，其工作氣氛 都是氧化性或弱氧化性，同時礦料冷卻無論在爐內還是在爐外都是氧 化冷卻，而生產還原鐵精粉或還原鐵粉，其焙燒冷卻環(huán)境必須是還原 性或保護性非氧化氣氛，故目前使用的回轉爐不適合生產鐵精粉。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種礦料可在自動翻轉、勻速升溫、正壓 狀態(tài)下勻速運行和還原性或保護性非氧化氣氛下生產強磁性鐵礦，并 同時對強磁性鐵礦細磨磁選為鐵精粉的褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能實現礦料自行翻轉、勻速升 溫、正壓狀態(tài)下勻速運行和提供還原性或保護性非氧化氣氛，且能快 速冷卻還原磁化的褐鐵礦和菱鐵礦傾斜旋轉式還原焙燒爐。通過此方 法和此種傾斜旋轉式還原焙燒爐，而后進行物理分離富集，使生產出 的鐵精粉疏松多孔、比表面大。為達到以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是 一種褐鐵礦和菱 鐵礦生產鐵精粉的方法，所用的原料主要為褐鐵礦和菱鐵礦，也可選 用鏡鐵礦、赤鐵礦、硫酸渣，使用生產時，先對褐鐵礦和菱鐵礦礦石粉碎，過篩分級，其粒徑《75mm，作為礦料，其特征在于它由以下 生產步驟完成a、按照爐產量設計傾斜旋轉式還原焙燒爐采用傾斜旋轉式還 原焙燒爐，其爐體一端高， 一端低，將礦料從爐體高的一端加入，煤 氣和空氣從爐體低的一端加入，在爐體的轉動下，礦料翻動，由于旋 轉爐體傾斜，故使礦料在轉動的同時向旋轉爐體低的一端運行，礦料 從遠離加熱點的一端勻速的向趨近加熱點的一端移動，使礦料勻速升 溫，旋轉爐體腔內的溫度變化為從爐體高的一端到低的一端逐步升溫 到趨近加熱點處的650-900X:，爐體腔內的氣壓比爐體外的氣壓大 250Pa-350Pa，爐腔內氣氛為還原氣氛；在65(TC-卯0。C溫度下，礦料在Pco^15。/。、 Po2《2。/。的還原氣氛中完成如下化學變化對于Fe203.XH20+CO - Fe304+X2H2d(l"C02個①T:650。C 卯0。C對于菱鐵礦FeC03-^-^Fe304+C^+C02個 ②T》600。C并于卯0。C完成Fe304+ CO- Fe+ C02t ③900'C 1反應③是利用粉末冶金技術使磁化塊產生純鐵相，即表示本方法生產 的鐵精粉含鐵量，不僅利用傳統(tǒng)選礦工藝富集，同時亦可利用粉末冶 金技術加以提高，使之TTe^65n/。。
b、 冷卻還原焙燒的礦料，首先在旋轉爐體的噴水段翻轉降溫， 然后進入冷卻倉內，礦料在穿過冷卻倉冷卻的同時通入CO氣或N氣， 當料溫《35(TC時出爐，即可得強磁鐵礦；c、 冷卻倉下端口插入水封槽內，對冷卻倉進行水封，防止氧化 性氣體進入冷卻倉，影響磁性強度，強磁鐵礦從冷卻倉的下口落入水 封槽內，再對于沉淀于水封槽內的強磁鐵礦用扒料機扒出；d、 對強磁鐵礦進行球磨，然后再通過磁選分離制得還原鐵精粉; E、經過磁選分離后的尾礦，直接應用于水泥制造的半熟料。-一種用于褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉的還原焙燒爐，由旋轉爐 體、爐體固定齒輪、托軌、托輪、轉動齒輪、電機、高端固定臺架、 冷卻倉構成，其特征在于在旋轉爐體的高端和低端分別設高固定端筒 體罩和低固定端筒體罩，旋轉爐體的高端和低端分別插在高固定端筒 體罩和低固定端筒體罩的口內，并由密封圈密封，低固定端筒體罩的下側口焊接固定在冷卻倉的上口壁上，旋轉爐體的長度和旋轉爐體的 傾斜角度及旋轉爐體的轉速由爐產量和工藝要求確定，在低固定端筒 體罩的底壁上插入煤氣噴管，煤氣噴管的噴口伸至與旋轉爐體外壁噴 水段的內邊沿相一致的位置，煤氣噴管的外端連接煤氣加壓機，在煤 氣噴管上設三通，通過三通連接上鼓風管，鼓風管連接鼓風機，通過 鼓風加氧，使煤氣噴管從噴口噴出的煤氣燃燒，成為氧化焰，在旋轉 爐體的下端爐體的上側設噴水管，通過向旋轉爐體的外壁上噴水，使 焙燒的礦料運行到噴水段時進行初步冷卻，低固定端筒體罩的下側口 與冷卻倉的內腔相連通，在冷卻倉的內腔設螺旋狀冷凝水管，螺旋狀
冷凝水管的一個伸出端頭接冷水輸入管，另--個伸出端頭連接冷凝循 環(huán)水輸出管，冷卻倉的下端口插入水封槽內，在冷卻倉上連接煤氣輸 入管，煤氣進入冷卻倉內后，向上運行，與初步降溫的磁化的焙燒礦 料相向運行，在冷卻倉內可對初步降溫的礦料進一步降溫磁化，形成 強磁鐵礦，還原的強磁鐵礦進入水封槽內后，再由扒料機扒出；在高 固定端筒體罩和固定低端筒體罩上均設有壓力表，在高固定端筒體罩 上還設有煙囪、加料斗，在煙囪內設壓力調節(jié)球閥，在低固定端筒體 罩上設水汽輸出囪，在水汽輸出囪上也設壓力調節(jié)球閥，使旋轉爐體 內保持正壓，其旋轉爐體內的壓力值可從壓力表上測知，并通過壓力 調節(jié)球閥的調節(jié)使爐體內的壓力控制在比大氣壓大250-350Pa范圍 內在旋轉爐體的內壁上從煤氣噴管的噴UJ以上部分設耐火內襯。本發(fā)明的有益效果在于與目前使用的鐵精粉生產技術及低品位 褐鐵礦和菱鐵礦豎爐負壓生產鐵精粉的方法相比，不僅資源豐富、生 產成本低，而且礦料能在勻速翻轉和勻速運行的過程中，從低溫勻速 升為高溫，并在正壓下還原，冷卻迅速，同時利用粉末冶金技術控制 鐵精粉含鐵量，降低了其活化能，增加了其化學反應能力，故鐵精粉 的產量高、質量好、疏松多孔、比表面大、松裝密度大，可以極大降 低球團燒結和鋼鐵冶煉的制造成本，如降低冶煉溫度、降低高爐焦比 等，同時可根據其獨特表面特性，直接利用這種鐵精粉制造氧化鐵紅， H、 N合成鐵催化劑或者是制造超純鐵精粉(TFe》71.5)。


圖1為本發(fā)明的還原焙燒爐裝配前視示意圖。 圖2為本發(fā)明的沿旋轉爐體軸向剖視示意圖。
具體實施方式
參照附圖1、 2制作本發(fā)明。該用于褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉 的還原焙燒爐，由旋轉爐體l、爐體固定齒輪2、托軌26、托輪23、 轉動齒輪3、電機4、高端固定臺架7、冷卻倉8構成，在旋轉爐體l 的高端和低端分別設高固定端筒體罩5、低固定端筒體罩6，旋轉爐 休1的高端和低端分別插在高固定端筒體罩5和低固定端筒體罩6的 口內，并由密封圈14密封，低固定端筒體罩6的下側口焊接固定在 冷卻倉8的上口壁上，旋轉爐體1的長度和旋轉爐體1的傾斜角度及 旋轉爐體1的轉速由爐產量和工藝要求確定，在低固定端筒體罩6的 底壁上插入煤氣噴管9，煤氣噴管9的噴口 10伸至與旋轉爐體1外 壁噴水段的內邊沿相一致的位置，煤氣噴管9的外端連接煤氣加壓 機，在煤氣噴管9上設三通n，通過三通11連接上鼓風管12，鼓風 管12接鼓風機，在旋轉爐體1的下端爐體的上側設噴水管13，低同 定端筒體罩6的下側口與冷卻倉8的內腔相通，在冷卻倉8的內腔設 螺旋狀冷凝水管，螺旋狀冷凝水管的一個伸出端頭接冷水輸入管15， 另一個伸出端頭連接冷凝循環(huán)水輸出管16，冷卻倉8的下端口插入 水封槽17內，在冷卻倉8上連接上煤氣輸入管18:在高固定端筒體 罩5和低固定端筒體罩6上均設有壓力表24，在高固定端筒體罩5 匕還設有煙囪19、加料斗25，在煙囪19內設壓力調節(jié)球閥22，在 低固定端筒體罩6上設水汽輸出囪21，在水汽輸出囪21上也設壓力 調節(jié)球閥；在旋轉爐體1的內壁上從煤氣噴管9的噴口 10以上部分
設耐火內襯20。 實施例1采用本地的褐鐵礦和菱鐵礦礦石，按照爐年產量為20萬噸建立 傾斜旋轉式還原焙燒爐，按以下步驟生產首先對褐鐵礦和菱鐵礦礦石粉碎，過篩制成粒徑為《75mm的礦料a、根據焙燒工藝要求，設計傾斜旋轉式還原焙燒爐爐年產量 為20萬噸，爐體長50m，斜度為5度，采用該傾斜旋轉式還原焙燒 爐，將礦料從旋轉爐體的高端加入，煤氣和空氣從旋轉爐體低的一端 加入，在旋轉爐體的轉動下，使礦料翻動，由于旋轉爐體傾斜，故使 礦料在轉動的同時向旋轉爐體低的一端運行，使礦料勻速升溫，逐步 升溫到800'C，旋轉爐體內的氣壓比爐體外的氣壓大300Pa，礦料在 正壓還原氣氛狀態(tài)下運行，在運行到旋轉爐體下部的噴水段時，進行 初步冷卻還原磁化；b、 冷卻還原焙燒的礦料從爐體噴水段進入冷卻倉內后，焙燒 的礦料在穿過冷卻倉冷卻的同時通入CO氣；c、 冷卻倉的下端口插入水封槽內，對冷卻倉下端口進行水封， 防止氣體進入冷卻倉，磁鐵礦從冷卻倉的上端口進入水槽內，再對于 沉淀于水封槽內的磁鐵礦用扒料機扒出，制得還原磁鐵礦。d、 對磁鐵礦進行球磨，然后再通過磁選分離，制得還原鐵精粉。 E、經過磁選分離后的尾礦，直接應用于水泥制造的半熟料。
權利要求
1、一種褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉的方法，所用的原料主要為褐鐵礦和菱鐵礦，使用生產時，先對褐鐵礦和菱鐵礦礦石粉碎，過篩分級，其粒徑≤75mm，作為礦料，其特征在于它由以下生產步驟完成a、按照爐產量設計傾斜旋轉式還原焙燒爐采用傾斜旋轉式還原焙燒爐，其爐體一端高，一端低，將礦料從爐體高的一端加入，煤氣和空氣從爐體低的一端加入，在爐體的轉動下，礦料翻動，礦料從遠離加熱點的一端勻速的向趨近加熱點的一端移動，旋轉爐體腔內的溫度變化為從爐體高的一端到低的一端逐步升溫到趨近加熱點處的650-900℃，爐體腔內的氣壓比爐體外的氣壓大250Pa-350Pa；爐內氣氛為還原性；b、冷卻還原焙燒的礦料，首先在旋轉爐體的噴水段翻轉降溫，然后進入冷卻倉內，礦料在穿過冷卻倉冷卻的同時通入CO氣或N氣，當料溫≤350℃時出爐，即可得強磁鐵礦；c、冷卻倉下端口插入水封槽內，對冷卻倉進行水封，強磁鐵礦從冷卻倉的下口落入水封槽內，再對于沉淀于水封槽內的強磁鐵礦用扒料機扒出；d、對強磁鐵礦進行球磨，然后再通過磁選分離制得還原鐵精粉。
2、 根據權利要求1所述的一種用于褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉 的還原焙燒爐，由旋轉爐體(1)、爐體固定齒輪(2)、托軌(26)、 托輪(23)、轉動齒輪(3)、電機(4)、高端固定臺架(7)、冷卻倉(8) 構成，在旋轉爐體(1)的高端和低端分別設高固定端筒體罩(5 )、 低固定端筒體罩(6)，旋轉爐體(1)的高端和低端分別插在高固定 端筒體罩(5)和低固定端筒體罩(6)的口內，并由密封圈(14)密 封，低固定端筒體罩(6)的下側口焊接固定在冷卻倉(8)的上口壁 上，在低固定端筒體罩(6)的底壁上插入煤氣噴管(9)，煤氣噴管(9) 的噴口 (10)伸至與旋轉爐體(1)外壁噴水段的內邊沿相一致 的位置，在煤氣噴管(9)上設三通(11)，通過三通(11)連接上鼓 風管(12)，在旋轉爐體(1)的下端爐體的上側設噴水管(13)，低 固定端筒體罩(6)的下側口與冷卻倉(8)的內腔相通，在冷卻倉(8) 的內腔設螺旋狀冷凝水管，螺旋狀冷凝水管的一個伸出端頭接冷水輸 入管U5)，另一個伸出端頭連接冷凝循環(huán)水輸出管(16)，冷卻倉(8) 的下端口插入水封槽(17)內，在冷卻倉(8)上連接上煤氣輸入管(18);在高固定端筒體罩(5)和低固定端筒體罩(6)上均設有壓 力表(24)，在高固定端筒體罩(5)上還設有煙囪(19)、加料斗(25)， 在煙囪(19)內設壓力調節(jié)球閥(22)，在低固定端筒體罩(6)上設 水汽輸出囪(21)，在水汽輸出囪(21)上也設壓力調節(jié)球閥；在旋 轉爐體(1)的內壁上從煤氣噴管(9)的噴口 (10)以上部分設耐火 內襯(20)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種褐鐵礦和菱鐵礦生產鐵精粉的方法及還原焙燒爐，采用褐鐵礦和菱鐵礦或鏡鐵礦、赤鐵礦、硫酸渣為原料，使用傾斜旋轉式還原焙燒爐，爐腔壓力為250-350Pa，在還原氣氛條件下，礦料由低溫旋轉移動到650-900℃，并冷卻磁化，最后經磁選成為鐵精粉。采用本發(fā)明生產鐵精粉，不僅資源豐富、生產成本低，而且可同時利用粉末冶金技術控制鐵精粉含鐵量，降低其活化能，增加其化學反應能力，故鐵精粉的產量高、質量好、疏松多孔、比表面大、松裝密度大，可以極大降低球團燒結和鋼鐵冶煉的制造成本，并能直接利用這種鐵精粉制造氧化鐵紅，H、N合成鐵催化劑或者是制造超純鐵精粉。
文檔編號F27B7/00GK101117661SQ200610069619
公開日2008年2月6日 申請日期2006年7月31日 優(yōu)先權日2006年7月31日
發(fā)明者喬愛英, 郭元杰 申請人:郭元杰