一種利用難選弱磁性氧化鐵礦生產成強磁性磁鐵礦的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及難選礦的鐵精礦生產技術，尤其是一種利用難選弱磁性氧化鐵礦生產成強磁性磁鐵礦的制備方法。
【背景技術】
[0002]現在在工業(yè)生產中得到應用的磁化焙燒技術主要有豎爐焙燒、回轉窯焙燒，豎爐焙燒用于處理15 — 75_的塊礦，在前聯(lián)邦德國愛彼爾選礦廠及我國鞍鋼曾采用豎爐以高爐煤氣作燃料進行菱鐵礦、赤鐵礦磁化焙燒生產，但現在都已停止使用；我國酒鋼公司選礦廠的鏡鐵山鐵礦石中有用礦物為鏡鐵礦、褐鐵礦和鎂菱鐵礦，由于礦物及脈石比較復雜，目前還采用豎爐工藝進行磁化焙燒生產，焙燒礦經弱磁選獲得品位55% — 56%的鐵精礦，回收率為70—80%?；剞D窯焙燒于處理0 — 25mm的碎礦，上個世紀六十年代，前蘇聯(lián)中央采選公司采用回轉窯磁化焙燒方法處理以赤鐵礦、褐鐵礦為主的氧化鐵礦石，由于強磁選問世，該廠于上個世紀九十年代停止生產。我國鐵礦自2006年起建成了 180萬噸選礦廠，是采用回轉窯焙燒工藝處理品位為24% — 28%的菱鐵礦礦石，焙燒礦經磨礦、磁選、反浮選，得到品位56%左右的鐵精礦，回收率約70% ;礦產資源集團采用回轉窯工藝技術，處理菱鐵礦一赤鐵礦混合礦石，年處理原礦能力200萬噸。但這些焙燒技術仍有裝備大型化，精礦品位不高，回收率不高，設備作業(yè)效率低，能耗高等問題需要解決。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要解決現有磁鐵精礦生產方法能耗高，裝備大型化，投資大，精礦品位及回收率較低的問題，提供一種利用難選弱磁性氧化鐵礦生產成強磁性磁鐵礦的制備方法。
[0004]本發(fā)明的具體方案是:一種利用難選弱磁性氧化鐵礦生產成強磁性磁鐵礦的制備方法，其特征是:包括以下工藝步驟:(1)制粉加工:將粒度為25 —80mm的菱、揭鐵礦石通過輸送裝置送至礦石倉，礦石從礦石倉下料經定量給料裝置控制給料量進入高效立式輥磨機粉磨，配設有低溫煙氣沸騰爐產生300 - 500°C低溫熱風與后續(xù)焙燒系統(tǒng)的回風混合至300 °C進入高效立式輥磨機邊烘干邊粉磨，被烘干粉磨后的細粒級礦粉在熱氣體作用下進入高效選粉機進行選粉，選取粒度< 0.2_，含水量小于2%的粉礦送入旋風除塵器進行料氣分離，粒度> 0.2mm的礦粒由斗式提升機A返回礦石倉再磨；粉礦經旋風除塵器料氣分離，大部份粉礦收取進入輸送機，少部份粉礦隨熱氣外排再經布袋收塵器收集進入輸送機，輸送機將粉礦通過斗式提升機B送至后續(xù)焙燒系統(tǒng)進行焙燒；
(2)磁化焙燒:將步驟(1)生產的粉礦首先通過串聯(lián)布置的多級旋風預熱器預熱，預熱后的粉礦從倒數第二級旋風預熱器分離出來后直接進入噴騰焙燒爐與爐內低溫還原氣體進行反應，低溫焙燒時間為Is — 60s ;配設有低溫還原氣體制備系統(tǒng)，包括有煤氣化爐和調質爐，煤氣化爐產生高溫煤氣進入調質爐，制備滿足工藝氣氛要求的低溫還原氣體，工藝參數為溫度為550°C—900°C，CO體積分數控制在0.5—10% ;所產生的低溫還原氣體從焙燒爐底部進入爐內與粉礦進行還原反應，反應后的氣體與鐵礦粉體經反應爐頂部排出并進入最后一級旋風預熱器進行料氣分離，分離后的低溫煙氣依次向上一級旋風預熱器傳送，其中第一級旋風預熱器的出風口與循環(huán)風機進口相連接，循環(huán)風機出口經分四路，一路通過調節(jié)閥至輥磨機，一路通過調節(jié)閥作為調質爐的二次風，一路通過調節(jié)閥與步驟(1)所述的布袋收塵器連接，使煙氣中的少量粉礦再次回收，最后一路與排氣管相連用于臨時排放；
(3)焙燒礦冷卻:從最后一級旋風預熱器分離出來的鐵礦粉體進入蒸發(fā)冷卻器冷卻，水加壓后經噴嘴形成水霧后直接噴灑在高溫鐵礦粉體上，吸收熱量迅速蒸發(fā)，使高溫鐵礦粉體迅速冷卻至150°C以下，同時與蒸發(fā)冷卻器底部的進水再次混合冷卻至80°C從底部排出進入后續(xù)磁選系統(tǒng)，分離出的水蒸汽可回收利用；
(4)磁選:將步驟(3)制備的礦物進行調漿，再通過弱磁選、浮選即得高品位磁鐵精礦。
[0005]本發(fā)明中所述多級旋風預熱器是由五級旋風預熱器組成(當然還可以是更多級)，第一級旋風預熱器的進風管連接第二級旋風預熱器的出風口，步驟(1)所述斗式提升機B的下料口通過管道與所述的一級旋風預熱器的進風管相連；第二級旋風預熱器的進風管連接第三級旋風預熱器的出風口，第一級旋風預熱器的底部出料口通過管道與第二級旋風預熱器的進風管相連；第三級旋風預熱器的進風管連接第四級旋風預熱器的出風口，第二級旋風預熱器的底部出料口通過管道與第三級旋風預熱器的進風管相連；第四級旋風預熱器的進風管連接第五級旋風預熱器的出風口，第三級旋風預熱器的底部出料口通過管道與第四級旋風預熱器的進風管相連；步驟(1)生產的粉礦首先由第二級旋風預熱器的出風管隨熱風一起進入第一級旋風預熱器，經預熱及氣料分離后，粉礦從第一級旋旋風預熱器的出料口排出通過第二級旋風預熱器的進風管進入第二級旋風預熱器預熱并氣料分離，依次預熱氣料分離，粉礦由第四級旋風預熱器的出料口進入焙燒爐。
[0006]本發(fā)明中其中的第一級旋風預熱器是采用雙筒并聯(lián)結構。
[0007]本發(fā)明中所述蒸發(fā)冷卻器是由冷卻塔、噴槍、供水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。
[0008]本發(fā)明中步驟(2)的焙燒過程中，調節(jié)調質爐的高溫還原氣體的氣氛使粉礦在焙燒中呈懸浮狀態(tài)，氣固接觸面積大于3000— 4000倍。
[0009]本發(fā)明中步驟(2)中，低溫焙燒時的礦粉與通入的低溫還原氣體的固氣比為1.0—2.2kg/Nm3。
[0010]本發(fā)明中所述焙燒爐采用噴騰型氣態(tài)懸浮爐，其焙燒室設有2— 5個異形縮口將焙燒爐分成3— 6級流化床，使礦粉分別依靠“噴騰效應”、“懸浮效應”和“流態(tài)化效應”分散于熱氣流中，利用礦粉之間在爐內流場中的相對運動，實現高度分散、均勻混合、分布和氣流、物料在爐內滯留時間增加，有利于迅速換熱，以達到提高傳熱效率和礦粉的還原效率。
[0011]本發(fā)明的特點是:
1.將流態(tài)化(閃速)磁化焙燒方法首次應用于難選的氧化鐵礦生產鐵精礦，特別是采用了噴騰型氣態(tài)懸浮爐，本發(fā)明在流態(tài)化狀態(tài)下實現磁焙燒，氣固換熱和傳質變?yōu)閼腋B(tài)傳熱傳質過程，細粒物料懸浮態(tài)下傳熱時，比表面積比在回轉窯中的氣固接觸面積大3000—4000倍，能夠極大的提高磁化焙燒的反應速度和焙燒效率，具有磁化焙燒效率高，焙燒礦質量好，精礦品位提尚大于60%，回收率提尚大于85% (對于難選礦來說，每提尚1%的品位和回收率都是難得的)，將給企業(yè)帶來巨大的經濟效益和社會效益。
[0012]2.本發(fā)明中對焙燒過程的熱量進行了充分的回收利用，即首先對粉礦進行預熱，然后經一級旋風預熱器排出焙燒熱風同時回收供磨機使用。
[0013]3.煤碳氣化和工藝氣體的制備分別在煤氣化爐和調質爐進行，調質爐進行利用，從而大大降低了生產能耗。
[0014]4.采用噴騰型氣態(tài)懸浮爐，并設計焙燒室為2— 5個異形縮口，將焙燒爐分為3—6級流化床，使礦粉分別依靠“噴騰效應”、“懸浮效應”和“流態(tài)化效應”分散于熱氣流中，利用礦粉之間在爐內流場中的相對運動，實現高度分散、均勻混合、分布和氣流、物料在爐內滯留時間增加，有利于迅速換熱，以達到提高傳熱效率和礦粉的還原效率。
[0015]5.一級旋風預熱器采用雙筒結構，提高了焙燒系統(tǒng)收料效率，降低能耗。
[0016]1.6.熱風細磨，粉礦控制在0.2mm以下，有利提高回收率，保證焙燒效率，節(jié)能降耗。
[0017]7.通過調節(jié)調質爐內低溫還原氣體的氣氛使礦粉呈懸浮狀態(tài)，氣固接觸面大于回旋窯的3000— 4000倍，使熱傳質效率高，裝備簡單，傳動部件少。)因顆粒多懸浮于氣相中，顆粒處于較好的分散狀態(tài)，能使氣固充分接觸，產品質量均勻穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的工藝流程不意圖。
[0019]圖中:1一皮帶輸送機，2—斗式提升機A，3—礦石倉，4一定量給料裝置，5—尚效立式輥磨機，6—高效選粉機，7—旋風收塵器，8—引風機A，9一布袋除塵器，10—引風機B，11 一循環(huán)風機A，12—循環(huán)風機B，13—斗式提升機B，14一第一級旋風預熱器，15—第二級旋風預熱器，16—第三級旋風預熱器，17—第四級旋風預熱器，18—第五級旋風預熱器，19一噴騰焙燒爐，20—調質爐，21—煤氣化爐，22—煤倉，23—空氣輸送機A，24—空氣輸送機B，25—蒸發(fā)冷卻器，26—磁選機，27—低溫煙氣沸騰爐，28—給煤系統(tǒng)，29—異形縮口。
【具體實施方式】
[0020]例1:參見圖1，應用本發(fā)明從菱、揭鐵礦中制備尚品位磁鐵精礦的工藝方法包括以下步驟:(1)制粉加工:將粒度為25— 80_的菱、褐鐵礦石通過皮帶輸送機1送至礦石倉3，礦石從礦石倉3下料經定量給料裝置4控制給料量進入高效立式輥磨機5粉磨，配設有低溫煙氣沸騰爐27 (并設有給煤系統(tǒng)28)產生300— 500°C低溫熱風與后續(xù)焙燒系統(tǒng)的回風混合至300°C進入高效立式輥磨機5邊烘干邊粉磨，被烘干粉磨后的細粒級礦粉在熱氣體作用下進入高效選粉機6進行選粉，選取粒度< 0.2mm，含水量小于2%的粉礦送入旋風除塵器7進行料氣分離，粒度> 0.2mm的礦粉由斗式提升機A2返回礦石倉3再磨；粉礦經旋風除塵器7料氣分離，大部份粉礦收取進入空氣輸送機A23，少部份粉礦隨熱氣通過引風機A8送經布袋收塵器9收集通過空氣輸送機B24送入空氣輸送機A23匯集后將粉礦通過斗式提升機B13送至后續(xù)焙燒系統(tǒng)進行磁化焙燒；尾氣在引風機B10的作用下外排。
[0021](2)磁化焙燒:將步驟(1)生產的粉礦首先通過串聯(lián)布置的多級旋風預熱器預熱，預熱后的粉礦從倒數第二級旋風預熱器分離出來后直接進入噴騰焙燒爐19與爐內低溫還原氣體進行反應，低溫焙燒時間為Is ;配設有低溫還原氣體制備系統(tǒng)，包括有煤氣化爐21及供煤煤倉22和調質爐20，煤氣化爐21產生低溫煤氣進入調質爐20，制備滿足工藝氣氛要求的低溫還原氣體，工藝參數為溫度550°C — 900°C (具體可選550°(:、600°(:、700°(:、750°(:、800°(:、900°(:等)，0)體積分數控制在0.5% ;所產生的低溫還原氣體從噴騰焙燒爐19底部進入爐內與粉礦進行還原反應，反應后的氣體與鐵礦粉體經反應爐頂部排出并進入