本發(fā)明涉及有色金屬火法冶煉技術領域，特別涉及一種旋浮鐵冶煉方法，本發(fā)明還涉及適用于上述旋浮鐵冶煉方法的一種旋浮鐵冶煉裝置。

背景技術：

煉鐵是將金屬鐵從含鐵礦物(主要為鐵的氧化物)中提煉出來的工藝過程，目前使用較多的是高爐法，其操作過程為：生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，并從位于爐子下部向爐內(nèi)吹入經(jīng)預熱的空氣。在高溫下焦炭(有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料)中的碳同鼓入的空氣中的氧燃燒并生成一氧化碳，一氧化碳在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧、硫、磷，還原得到金屬鐵。上述反應中，煉出的鐵水從爐內(nèi)放出，鐵礦石中未還原的雜質(zhì)(主要為脈石SiO₂)以及石灰石等熔劑結合生成的爐渣(主要為CaSiO₃等)，從渣口排出。

煉鐵采用的是高爐，但高爐煉鐵需要焙燒制團和焦煤等，存在流程長、投資大、生產(chǎn)效率低等諸多問題，更重要的是能耗高、環(huán)境污染嚴重。

因此，如何更加高效、簡單的實現(xiàn)鐵的冶煉，已經(jīng)成為目前本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種旋浮鐵冶煉方法，其能夠進一步的提高硫化鐵化物的冶煉效果，本發(fā)明還提供了適用于上述旋浮鐵冶煉方法的一種旋浮鐵冶煉裝置。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種旋浮鐵冶煉方法，包括以下步驟：

令干燥的鐵礦粉、熔劑和固體還原劑按比例混合形成混合物料，并使所述混合物料進入噴嘴的物料通道中，再經(jīng)過所述物料通道進入到冶煉爐的反應塔中；

反應氣體在所述噴嘴的旋流器作用下形成旋流，并進入到所述噴嘴的旋流氣體通道中，所述旋流在所述旋流氣體通道的引導下經(jīng)過所述噴嘴的文丘里通道，并最終進入所述反應塔；

通過所述噴嘴的輔助氧氣通道和輔助燃料通道向所述反應塔中補充反應氣體和/或燃料；

向位于所述反應塔內(nèi)的沉淀池中噴入固體還原劑，以在所述沉淀池內(nèi)的溶體表面形成還原劑漂浮層；

經(jīng)過所述文丘里通道而被高速膨脹的所述旋流，在所述反應塔中與所述混合物料接觸反應；

接觸反應生成的熔滴落入到所述沉淀池中，與所述還原劑漂浮層接觸發(fā)生反應而生成金屬鐵和渣，所述渣和熔融態(tài)的所述金屬鐵進入所述還原劑漂浮層的底部進行分離，以得到鐵水；

接觸反應生成的高溫氣體，經(jīng)沉淀池頂部的空間進入到所述冶煉爐的上升煙道中，并經(jīng)所述上升煙道從所述冶煉爐中排至余熱鍋爐，以進行余熱回收。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，向所述噴嘴輸送所述混合物料的過程還包括以下操作：

使用輸料管將所述混合物料送入到所述噴嘴中，并先進入所述噴嘴的流化給料器中進行流化，然后再進入到所述物料通道中。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，在噴入所述固體還原劑的同時，還向所述沉淀池中噴入富氧空氣。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，還包括以下步驟：

令所述高溫氣體經(jīng)過余熱回收和除塵處理后返回至所述噴嘴中，以與所述反應氣體混合。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，所述反應氣體內(nèi)混合有一氧化碳氣體。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，所述熔劑為石灰石顆粒，所述固體還原劑為煤粉或焦炭，并且所述鐵礦粉、所述熔劑和所述固體還原劑中，水份含量均小于0.5％。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，所述旋流進入所述冶煉爐的旋轉流速為220m/s～300m/s。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉方法中，所述輔助氣體通道噴入所述反應氣體的流量為100Nm³/h～1000Nm³/h，所述輔助燃料通道噴入燃料的流量為0Nm³/h～500Nm³/h。

一種旋浮鐵冶煉裝置，包括輸料管、冶煉爐，以及連通所述輸料管和所述冶煉爐的噴嘴，適用于上述任意一項所述的旋浮鐵冶煉方法，其中：

所述噴嘴包括：導流反應氣體的旋流氣體通道，所述旋流氣體通道的進氣口上設置有旋流器；設置在所述旋流氣體通道內(nèi)的文丘里通道；套設在所述旋流氣體通道的外側，并與所述輸料管連通的物料通道；設置在所述旋流氣體通道內(nèi)的輔助氧氣通道；套設在所述輔助氧氣通道的外側，并位于所述旋流氣體通道內(nèi)的輔助燃料通道；

所述冶煉爐包括：開設在所述冶煉爐的爐體上，用于向所述冶煉爐的沉淀池內(nèi)噴入固體還原劑的還原劑入口；開設在所述冶煉爐的爐體上，用于向所述冶煉爐的沉淀池內(nèi)噴入富氧空氣的空氣入口；開設在所述冶煉爐的爐體上，能夠分別導出所述沉淀池內(nèi)被分離的不同固體生成物的多個生成物出口。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉裝置中，所述文丘里通道的最小內(nèi)徑d，不大于所述旋流氣體通道的內(nèi)徑D，且大于D/2。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉裝置中，所述旋流器通過垂直于所述旋流氣體通道的進氣管，與所述旋流氣體通道連接形成，并且所述進氣管和所述旋流氣體通道連通形成氣體入口，所述氣體入口包括靠近所述進氣管的收縮口和靠近所述旋流氣體通道的切向口。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉裝置中，所述物料通道與所述輸料管連通的部位設置有流化給料器，并且所述輸料管相對于所述物料通道傾斜設置，所述輸料管相對于水平面的傾斜角度為10度～40度。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉裝置中，還包括套設在所述輔助燃料通道的外壁上，且能夠沿所述輔助燃料通道的軸向往復移動的調(diào)節(jié)錐，以及設置在所述旋流氣體通道的頂壁外側，控制所述調(diào)節(jié)錐移動的控制器。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉裝置中，所述旋流氣體通道、所述文丘里通道、所述物料通道、所述輔助氧氣通道和所述輔助燃料通道同軸設置，并且所述旋流氣體通道的頂壁為弧形壁面。

優(yōu)選的，上述旋浮鐵冶煉裝置中，所述輔助燃料通道、所述輔助氧氣通道的出氣口和所述旋流氣體通道的出氣口平齊設置。

本發(fā)明提供的旋浮鐵冶煉方法，其操作過程為：將干燥的鐵礦粉、熔劑和固體按比例混合，以形成混合物料，并將混合物料均勻的送入到噴嘴的物料通道中，混合物料在重力的作用下經(jīng)物料通道進入到冶煉爐的反應塔中；反應氣體進入到噴嘴的旋流器中，使反應氣體形成旋流并沿切線方向進入旋流氣體通道內(nèi)形成旋流風，在旋流氣體通道內(nèi)以旋轉流動的方式向反應塔移動，在此移動過程中，旋流風經(jīng)過文丘里通道后，旋流風以高速膨脹、旋流的方式噴射進入反應塔，形成噴射旋流氣體；向反應塔底部靠近沉淀池的區(qū)域均勻的噴入固體還原劑，令固體還原劑落入沉淀池內(nèi)，并漂浮在沉淀池內(nèi)的溶體表面，形成炙熱的還原劑漂浮層；噴射旋流氣體在高速膨脹的作用下快速與進入反應塔的混合物料接觸，并在旋流的作用下，旋流氣體將混合物料卷吸進入噴射氣流中，隨著溫度的不斷升高，混合物料與反應氣體不斷碰撞而快速反應，反應生成的熔滴首先落入炙熱的還原劑漂浮層上，通過還原劑漂浮層將熔滴中的鐵氧化物還原為鐵，之后接觸反應以及還原生成的渣和熔融狀態(tài)的金屬鐵進入到還原劑漂浮層的底部，而進一步分離為鐵層和渣層；接觸反應產(chǎn)生的高溫氣體，經(jīng)沉淀池上部的空間進入上升煙道，并通過上述煙道從冶煉爐排至余熱鍋爐。

本發(fā)明提供的旋浮鐵冶煉方法，通過使反應氣體以高速膨脹、旋流等方式與混合物料接觸反應，能夠使得冶煉反應更加充分的進行，氧氣利用率得到了提高，渣含鐵量降低，煙塵發(fā)生率也得到了降低，同時還可以采用較高的富氧濃度的反應氣體，提高了煙氣的二氧化硫含量，令煙氣帶走的熱量降低，而且還能夠適應投料量大范圍波動的需要，令產(chǎn)能得到了顯著提升，并且，降低了能耗，提高了環(huán)保效果。

本發(fā)明提供的旋浮鐵冶煉裝置，主要包括輸料管、冶煉爐以及連通輸料管和冶煉爐的噴嘴，其中的噴嘴又包括旋流氣體通道、旋流器、文丘里通道、物料通道。旋流器設置在旋流氣體通道的進氣口上，用于使進入到旋流氣體通道內(nèi)的反應氣體形成旋流，反應氣體形成旋流后，在旋流氣體通道的導向下沿其軸向旋動，而文丘里通道由于固定設置在旋流氣體通道的內(nèi)壁上，所以旋流會進入到文丘里通道中，在文丘里通道的作用下，使得旋流以高速膨脹的狀態(tài)進入到冶煉爐中(具體為冶煉爐的反應塔中)，同時，粉末狀的混合物料經(jīng)過輸料管進入到套設在旋流氣體通道外側的物料通道中，并與形成旋流的反應氣體一同進入到冶煉爐中，使得混合物料在高溫環(huán)境下被卷吸進旋流中，并與反應氣體不斷碰撞而快速反應，然后進入反應塔下方的沉淀池中，被分離出鐵層和渣層，反應產(chǎn)生的高溫氣體富含二氧化硫，被從冶煉爐排至余熱鍋爐中用以其他用途。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的旋浮鐵冶煉裝置的結構示意圖；

圖2為一種噴嘴的結構示意圖；

圖3為另一種噴嘴的結構示意圖；

圖4為旋流器的工作示意圖。

在圖1-圖4中：

1-噴嘴，2-流化給料器，3-輸料管，4-冶煉爐；

101-旋流氣體通道，102-旋流器，103-文丘里通道，104-物料通道，105-頂壁，106-輔助氧氣通道，107-輔助燃料通道，108-調(diào)節(jié)錐，109-控制器；

1021-進氣管，1022-收縮口，1023-切向口。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種旋浮鐵冶煉裝置，其能夠進一步的提高硫化鐵的冶煉效果。

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-圖4所示，本發(fā)明實施例提供的旋浮鐵冶煉裝置，主要包括輸料管3、冶煉爐4以及連通輸料管3和冶煉爐4的噴嘴1，本申請主要對噴嘴1進行了改進，具體的，改進后的噴嘴1包括：導流反應氣體的旋流氣體通道101，旋流氣體通道101的進氣口上設置有使反應氣體形成旋流的旋流器102；同軸設在旋流氣體通道101內(nèi)并與旋流氣體通道101的內(nèi)壁連接的文丘里通道103，形成旋流的反應氣體經(jīng)過文丘里通道103后，反應氣體以高速膨脹、旋流的方式噴射進冶煉爐4的反應塔，形成噴射旋流氣體；套設在旋流氣體筒通道101內(nèi)，用于向冶煉爐4的反應塔內(nèi)補充氧氣或反應氣體的輔助氧氣通道106，以及套設在輔助氧氣通道106的外側，用于向反應塔內(nèi)噴入燃料以補充反應所需熱量的輔助燃料通道107，如圖2和圖3所示。套設在旋流氣體通道101的外側并與輸料管3連通的物料通道104，物料通道104用于輸送由干燥的鐵礦粉、熔劑和固體還原劑按比例混合形成的混合物料。

上述旋浮鐵冶煉裝置在進行工作時，被輸料管3送來的混合物料經(jīng)過物料通道104進入到冶煉爐4的反應塔中，與此同時，反應氣體進入到旋流氣體通道101中，進入到旋流氣體通道101的過程中，反應氣體首先進入到旋流器102中而形成旋流，之后在旋流氣體通道101的導向下沿旋流氣體通道101的軸向移動，并進入到文丘里通道103中，在文丘里通道103的作用下，使得旋流以高速膨脹的狀態(tài)進入到反應塔中，形成噴射旋流氣體。輔助氧氣通道106和輔助燃料通道107，利用輔助氧氣通道106向反應塔噴入反應氣體或氧氣，輔助燃料通道107向反應塔噴入燃料，在提供反應熱和反應所需的氧的同時，還起到強化氣-固混合、加速噴嘴1旋流氣體膨脹的作用。噴射旋流氣體在高速膨脹的作用下，快速與進入反應塔的混合物料接觸，并在旋流作用下，將混合物料卷吸進入噴射旋流氣體中，隨著溫度的不斷升高，混合物料與反應氣體不斷碰撞而快速反應，然后進入反應塔下方的沉淀池(圖中未示出)中，被分離出粗鐵和渣，反應產(chǎn)生高溫氣體，經(jīng)沉淀池上部的空間進入冶煉爐4的上升煙道(圖中未示出)，經(jīng)此上升煙道從冶煉爐排至余熱鍋爐，回收余熱后再經(jīng)過除塵處理，返回到噴嘴中與原反應氣體混合而形成混合有一氧化碳氣體的反應氣體。

本實施例提供的旋浮鐵冶煉裝置，通過將噴嘴1設置為上述結構，使得氣-固接觸更加充分，從而令冶煉反應能夠充分進行，氧氣利用率得到了提高，渣含鐵量降低，煙塵發(fā)生率也得到了降低。同時還可以采用較高的富氧濃度的反應氣體，提高了煙氣的二氧化硫含量，令煙氣帶走的熱量降低，而且還能夠適應投料量大范圍波動的需要，令產(chǎn)能得到了顯著提升，且能耗低，投資少，環(huán)保效果更好。并且，還具有原料適應性強的優(yōu)點，可以對含鐵25％-70％的鐵精礦進行冶煉。

另外，上述結構的反應空間小，由于反應氣體以旋流方式流動，使得反應空間中無反應死區(qū)，且對爐體耐火材料的沖刷較小，而且改進后的噴嘴1，結構簡單，運行、控制、操作、維護等更加方便、可靠，能夠充分利用流體的勢能，運行成本也較低，且作業(yè)率更高。

為了進一步優(yōu)化技術方案，本實施例提供的旋浮鐵冶煉裝置中，文丘里通道103的最小內(nèi)徑為d，旋流氣體通道101的內(nèi)徑為D，則優(yōu)選D/2<d≤D，如圖2和圖3所示，文丘里通道103的弧度半徑為R，則優(yōu)選d<R<D。上述數(shù)值范圍的選擇，更加有利于反應氣體的高速膨脹，所以將其作為優(yōu)選。并且，優(yōu)選文丘里通道103的最下端是文丘里通道103的圓弧與旋流氣體通道101垂直壁的交點，該設置能夠對反應氣體更近一步的起到加速膨脹的作用，使反應氣體在進入反應塔后滿足旋流風速220m/s-300m/s的要求，且使氣流快速膨脹，卷吸旋流周圍的混合物料，使形成的氣-固旋流體能量更大，對促進氣-固、固-固的多次碰撞反應提供了更加良好的反應條件。

此外，本實施例中的文丘里通道103還可以僅包括收縮段和圓喉段，圓喉段的端口和旋流氣體通道101的出氣口平齊設置，如圖3所示。此種設置方式，同樣能夠起到反應氣體快速膨脹的作用，所以也將其作為一種優(yōu)選結構。

本實施例中，旋流器102包括：旋流管；與旋流管切向連通的進氣管1021，進氣管1021和旋流管連通形成的氣體入口，包括靠近進氣管1021的收縮口1022和靠近旋流管的切向口1023，如圖4所示。為了使結構更加簡單，本實施例優(yōu)選收縮口1022的一側為旋流管的外壁，另一側形成收縮口1022為。

優(yōu)選的，物料通道104與輸料管3連通的部位設置有流化給料器2，如圖1所示。本實施例中，增設流化給料器2的作用，是為了使混合物料均勻能夠更加均勻的進入到物料通道104中，進而更加均勻的進入到反應塔中，從而最大程度的防止偏析現(xiàn)象的發(fā)生，令反應效果更加突出。

進一步的，輸料管3相對于物料通道104傾斜設置，輸料管3相對于水平面的傾斜角度為10度～40度。本實施例中，令輸料管3相對于整體沿豎直方向設置的噴嘴1傾斜設置，是為了最大程度的降低物料直接進入噴嘴1的沖擊力，從而避免因沖擊力過大而對噴嘴1內(nèi)的結構造成損害；另外，使輸料管3相對于水平面的傾斜角度優(yōu)選為10度～40度，能夠使得混合物料可以經(jīng)過較小的斜度流入流化給料器2，使混合物料更加均勻的進入噴嘴1，為反應塔內(nèi)的充分反應提供更加良好的條件。

本實施例中，還包括套設在輔助燃料通道107的外壁上，且能夠沿輔助燃料通道107的軸向往復移動的調(diào)節(jié)錐108，以及設置在旋流氣體通道101的頂壁105外側，控制調(diào)節(jié)錐108移動的控制器109。本實施例中，優(yōu)選管狀的輔助燃料通道107的外壁上設置有螺紋，調(diào)節(jié)錐108通過螺紋與輔助燃料通道107連接，當設置在頂壁105上的控制器109控制輔助燃料通道107旋轉時，就能夠實現(xiàn)調(diào)節(jié)錐108的上下移動(類似于絲杠螺母機構)。本實施例還優(yōu)選調(diào)節(jié)錐108的移動下限量為文丘里通道103的最小內(nèi)徑處。通過設置上述結構，可以滿足不同工況條件下，對風量、風速的調(diào)節(jié)要求，使反應氣體進入反應塔后具有快速膨脹旋流的作用，保證反應的充分進行。

如圖2和圖3所示，優(yōu)選旋流氣體通道101、文丘里通道103、物料通道104、輔助氧氣通道106和輔助燃料通道107同軸設置。本實施例優(yōu)選上述部件均同軸設置，能夠使得噴嘴1的結構分布更加緊湊合理，工作可靠性也相對較高，同時還能夠實現(xiàn)反應氣體、混合物料更加均勻的接觸、混合，因此將其作為優(yōu)選方案。

更近一步的，還優(yōu)選旋流氣體通道101的頂壁105為弧形壁面，即弓形頂，如圖2和圖3所示。該結構有利于反應氣體形成的旋流快速向下移動，相比現(xiàn)有技術的平頂結構，其對旋流螺旋流動的效果影響較小，能夠促進旋流向下(即向靠近反應塔的方向)移動的更快。

本實施例中，輔助燃料通道107、輔助氧氣通道106的出氣口優(yōu)選與旋流氣體通道101的出氣口平齊設置。此種設置方式也有利于混合物料與反應氣體在反應塔中的充分混合。

為了使技術方案更加完善，本實施例提供的旋浮鐵冶煉裝置中，還包括：開設在冶煉爐4上，用于向冶煉爐4的沉淀池內(nèi)噴入固體還原劑的還原劑入口(圖中未示出)；開設在冶煉爐上，用于向冶煉爐的沉淀池內(nèi)噴入富氧空氣(富氧空氣指的是氧氣的體積分數(shù)大于普通空氣中的平均氧氣體積分數(shù)的空氣)的空氣入口(圖中未示出)；開設在冶煉爐上，能夠分別導出沉淀池內(nèi)被分離的不同固體生成物的多個生成物出口(圖中未示出。通過前述的對噴嘴1進行改造的旋浮鐵冶煉裝置冶煉得到的一級渣(為了便于區(qū)分，將接觸反應生成的含有氧化鐵的渣稱為一級渣，而被固體還原劑還原后生成的不含氧化鐵的渣稱為二級渣)中，仍然含有較高含量的鐵(以氧化鐵的形式存在于渣中)，所以為了進一步提高鐵的直收率，本實施例還優(yōu)選對原有的冶煉爐4(具體為閃速爐)的結構進行改進，即在冶煉爐4上開設還原劑入口、空氣入口和生成物出口。其中，還原劑入口至少為一個，并開設在冶煉爐4的反應塔底部靠近沉淀池的位置，用于向冶煉爐4內(nèi)噴入固體還原劑，并使噴入的固體還原劑能夠落入到沉淀池中；空氣入口至少為一個，并開設在冶煉爐4的反應塔底部靠近沉淀池的位置，可以用于向反應塔中靠近沉淀池的區(qū)域鼓入氧化性氣體，如富氧空氣或者氧氣，進行氧化作業(yè)，以降低鐵水(即熔融態(tài)的金屬鐵)中的碳含量，保證鐵水質(zhì)量穩(wěn)定；至少一個的生成物出口也開設在沉淀池的設置區(qū)域，其具體為用于導出渣的渣口。在接觸反應進行的同時，依據(jù)反應塔反應情況和一級渣的含鐵量，及時在反應塔底部靠近沉淀池的區(qū)域均勻的噴入固體還原劑，并適當調(diào)整固體還原劑噴入的量，使得固體還原劑能夠在沉淀池的溶體上部形成一層炙熱的還原劑漂浮層，使反應塔反應所產(chǎn)生的一級渣中的鐵氧化物在落入沉淀池的過程中得到還原，形成金屬鐵，降低鐵氧化物的生成，從而降低渣的含鐵量和提高鐵的直收率。

本實施例中，通過對噴嘴1的結構進行改進，使混合物料與反應氣體混合均勻，且可以實現(xiàn)氣-固、固-固和氣-氣的多次接觸反應，具有反應充分、氧利用率高，金屬鐵生成量高，鐵氧化物低等優(yōu)點。對冶煉爐4的結構進行改進，使得反應塔形成的溶體沉降到沉淀池時，設置的還原劑入口加入的固體還原劑形成還原劑漂浮層將一級渣中的氧化鐵還原為金屬鐵，然后進行沉降分離，形成渣層(主要為二級渣，也可能存在一級渣)和金屬鐵層。

本實施例還提供了一種旋浮鐵冶煉方法，該方法能夠應用于上述的旋浮鐵冶煉裝置，包括以下步驟：

第一步，令干燥的鐵礦粉、熔劑和固體還原劑經(jīng)計量裝置稱重后按比例混合形成混合物料，使用輸料管3將混合物料送入到噴嘴1中，并使混合物料先進入噴嘴1的流化給料器2中進行流化，然后再進入到物料通道104中，再經(jīng)過物料通道104進入到冶煉爐4的反應塔中；

第二步，反應氣體在進入噴嘴1時，先進入到噴嘴1的旋流器102中，并在旋流器102的作用下形成旋流，之后進入到噴嘴1的旋流氣體通道101中，旋流在旋流氣體通道101的引導下螺旋流動，并經(jīng)過設置在旋流氣體通道101內(nèi)的文丘里通道103，并最終進入反應塔；

第三步，在反應的過程中，還可以根據(jù)反應情況，通過噴嘴1的輔助氧氣通道106和輔助燃料通道107向反應塔中補充反應氣體和/或燃料，以起到強化氣-固混合、加速噴嘴1旋流氣體膨脹的作用；

第四步，為了進一步提高鐵的直收率，向位于反應塔內(nèi)的沉淀池中噴入固體還原劑，以在沉淀池內(nèi)的溶體表面形成還原劑漂浮層；

第五步，經(jīng)過文丘里通道103而被高速膨脹的旋流，在反應塔中與混合物料接觸反應，用于生成鐵；

第六步，接觸反應生成的熔滴落入到沉淀池中，使熔滴中的一級渣與還原劑漂浮層接觸發(fā)生反應而生成金屬鐵和二級渣，二級渣和熔融態(tài)的金屬鐵進入還原劑漂浮層的底部進行分離，以得到粗鐵(此粗鐵包括接觸反應生成的粗鐵，還包括從一級渣中還原出的粗鐵)；

第七步，接觸反應生成的富含二氧化硫的高溫氣體，經(jīng)沉淀池頂部的空間進入到冶煉爐4的上升煙道中，進而從冶煉爐4中排至余熱鍋爐，以進行余熱回收，并進入到經(jīng)過除塵設備進行除塵，令除塵后的高溫氣體進入到噴嘴1中參與反應。

需要注意的是，上述各個步驟并不限于按照上述順序進行操作，在符合工藝要求的前提下，上述不同步驟之間可以顛倒順序或者同時進行，例如令反應氣體和混合物料同時進入到噴嘴1中。

在上述過程中，固體還原劑噴入的同時，向反應塔中噴入富氧空氣，因為由于作為固體還原劑的煤粉或焦炭的加入，且起到還原的作用，不可避免的會產(chǎn)生一氧化碳氣體，所以產(chǎn)生的高溫氣體中富含一氧化碳氣體，為了充分利用該氣體，使該氣體經(jīng)過余熱鍋爐回收余熱，并經(jīng)過除塵設備進行除塵，使得高溫氣體得到凈化，之后令高溫氣體返回到噴嘴1中，并通過噴嘴1進入反應塔以作為反應氣體，提高資源利用率，降低能耗。

本實施例提供的旋浮鐵冶煉方法中，進入噴嘴1中的反應氣體為含有一氧化碳氣體的混合氣體，其中的一氧化碳氣體可以是作為原料的純凈的一氧化碳氣體，也可以是上述提到了高溫氣體中所含的一氧化碳氣體。

具體的，上述旋浮鐵冶煉方法中，優(yōu)選反應氣體形成的旋流進入冶煉爐4的旋轉流速為220m/s～300m/s，輔助氣體通道噴入反應氣體的流量為100Nm³/h～1000Nm³/h，輔助燃料通道107噴入燃料的流量為0Nm³/h～500Nm³/h。上述數(shù)值的選擇，能夠使反應充分的進行，以進一步提高冶煉效果。當然，在保證冶煉反應正常進行的前提下，上述參數(shù)也可以為其他數(shù)值，本實施例對此不做限定。

此外，鐵礦粉、熔劑和固體還原劑中，水份含量均小于0.5％；熔劑為石灰石顆粒或石灰石顆粒與石英砂顆粒的混合物，并且石灰石顆粒和石英砂顆粒的粒度均小于5mm；固體還原劑為粒度小于10mm的煤粉或焦炭。上述數(shù)值和材質(zhì)的選擇，同樣是為了更加充分的提高反應效果而做出的優(yōu)先選擇。同樣的，在保證冶煉反應正常進行的前提下，上述參數(shù)也可以為其他數(shù)值，本實施例對此不做限定。

本說明書中對各部分結構采用遞進的方式描述，每個部分的結構重點說明的都是與現(xiàn)有結構的不同之處，旋浮鐵冶煉裝置的整體及部分結構可通過組合上述多個部分的結構而得到。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。