專利名稱：粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于選礦技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法。
背景技術(shù)：
1、鐵礦石資源形勢
目前，我國復(fù)雜難選鐵礦石種類繁多，儲量巨大，極其難選，而且多數(shù)礦石中有用礦物呈細(xì)粒至微細(xì)粒嵌布，需磨細(xì)至-0.074mm (-200目)占80%左右才能基本達(dá)到單體解離，一般采用常規(guī)的機(jī)械物理選礦工藝，很難以經(jīng)濟(jì)和高效的方式進(jìn)行利用。2、鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀
目前，鐵礦石選礦常用的技術(shù)有:鐵礦石的濕磨選礦、磁鐵礦的干磨干選、貧赤鐵礦的閉路磁化焙燒、細(xì)粒鐵礦石重選、各種型式的強(qiáng)磁場磁選等，采用的高效選礦設(shè)備、高效浮選藥劑和新型選礦工藝，使選礦指標(biāo)取得了較大進(jìn)展。目前，對于難選低品位鐵礦石(品位為3(T35%)，而粉狀難選鐵礦石采用強(qiáng)磁選工藝，其金屬回收率只有67飛8%和鐵精礦品位為48 49%。鐵礦石磁化焙燒技術(shù)可分為煤基深度直接還原、煤基淺度直接還原、氣基深度間接還原和氣基淺度間接還原:(I)煤基深度直接還原是通過高溫還原設(shè)備以煤為還原劑，在120(Tl30(rC溫度下將礦石中Fe3+盡可能多地還原為金屬Fe，目前國內(nèi)工業(yè)化設(shè)備主要有轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯和隧道窯，因回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)存在結(jié)圈、轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)存在與煉鐵或煉鋼工序銜接的困難、隧道窯生產(chǎn)存在機(jī)械化程度低和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，使生產(chǎn)應(yīng)用受到了限制；(2)煤基淺度直接還原是以煤為還原劑，將粉礦中Fe3+的三分之一還原 轉(zhuǎn)化為Fe2+，還原溫度為75(T850°C，目前國內(nèi)工業(yè)化設(shè)備只有回轉(zhuǎn)窯，生產(chǎn)中存在著礦石粘結(jié)和爐窯結(jié)圈的問題；(3)氣基深度間接還原通過以煤氣(CO與H2為主體)為還原劑，將礦石中Fe3+盡可能多地還原為金屬Fe，其工藝溫度為950°C左右，生產(chǎn)中存在著能耗較高的問題；(4)氣基淺度間接還原通過以煤氣為還原劑，將塊礦中Fe3+的三分之一還原為Fe2+，由于目前處理塊礦的粒度范圍為15 100mm，還原過程存在時間長、產(chǎn)能低和還原程度由表及里的不均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于鐵礦石焙燒過程中各粒級差別較大，存在著礦石還原不均勻、焙燒成本高、回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)中的結(jié)圈現(xiàn)象的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法包括以下步驟:
A、原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，
B、鐵礦石干磨和煤的球磨，鐵礦石磨至細(xì)度大于325目占90%，煤磨至粒度為0.074mm的占96%;C、含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按94.(T95.0: 2.5^3.0:
2.5 3.0的比例進(jìn)行配料混勻；
D、混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為6 Smin；
E、混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為8 20mm，生球團(tuán)含水量為I 9% ；
F、含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理，干燥溫度300 350°C，干燥時間20 30min，還原時間為40 60 min，焙燒溫度為650 750°C，冷卻帶溫度為500 550°C ；
G、焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的500 550°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出焙燒磁化礦。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述B步驟中干磨采用雷蒙磨粉機(jī)，煤選用碳含量大于79.1%的煙煤。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述D步驟中20mm的生球團(tuán)與8mm的生球團(tuán)之比為1:2-2.5 o作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述F步驟中豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為24 28Kpa。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述F步驟中干燥床料層厚度為3 4層含碳生球團(tuán)，熱氣流速為2 3 m/s。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述E步驟中含碳生球團(tuán)制造時加入重量百分含量為0.5 — 1%的強(qiáng)化劑，強(qiáng)化劑為堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須外觀呈白色粉末，松散，晶須呈微細(xì)纖維狀，長度5 200iim，直徑
0.1 5 ii m，長徑比大于20，溶解度小，一般為0.023 42g/L，密度較大，為1.6811g/cm3,堆積密度0.1 121g/cm3，其在酸性溶液中可迅速溶解，對光的散射能力強(qiáng)，耐熱性能好，受熱在405°C下分解。具有優(yōu)良的防火、阻燃性能。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述F步驟含碳生球的豎爐焙燒過程中料層高度為，干燥帶高度為1.0 1.lm、預(yù)熱焙燒帶高度為1.5 1.6m、均熱帶高度為3.1 3.2m和冷卻帶高度為3.4 3.5m。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述F步驟含碳生球的豎爐焙燒過程中，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為1-3%。下面從幾個方面論述本發(fā)明:
一、本發(fā)明采用豎爐煤基淺度直接還原:以煤為還原劑，將粉礦中Fe3+的三分之一還原轉(zhuǎn)化為Fe2+，還原溫度為75(T850°C，目前國內(nèi)工業(yè)化設(shè)備只有回轉(zhuǎn)窯，生產(chǎn)中存在著礦石粘結(jié)和爐窯結(jié)圈的問題；
煤基淺度直接還原機(jī)理:對煤基淺度直接還原的含碳球團(tuán)(即在細(xì)粒度下，鐵礦石與煤按一定比例混合所造的球團(tuán))而言，在焙燒條件下的主要化學(xué)反應(yīng)如下:mFe203.nH20=mFe203+nH20 (褐鐵礦受熱脫結(jié)晶水)
3Fe203+C=2Fe304+C0 (鏡鐵礦、赤鐵礦被碳還原)
6Fe203+C=4Fe304+C02 (鏡鐵礦、赤鐵礦被碳還原)3FeC03=Fe304+C0+2C02 (菱鐵礦受熱分解)3Fe203+C0=2Fe304+C02 (鏡鐵礦、赤鐵礦被CO還原)
C02+C=2C0 (析出CO2與碳產(chǎn)生氣化反應(yīng))
由于固體碳和固體氧化鐵顆粒之間的不完全接觸，兩個固相之間接觸面太小，使Fe2O3和C直接反應(yīng)是很有限的；因此，在含碳球團(tuán)中，鐵礦石顆粒和碳顆粒愈細(xì)，反應(yīng)就愈有利。同時Fe2O3和C直接反應(yīng)對還原含碳球團(tuán)最大的貢獻(xiàn)是產(chǎn)生了 CO和C02，F(xiàn)eCO3受熱分解在生成Fe3O4時也產(chǎn)出了 CO和CO2,并在高溫下由于CO2的存在，含碳球團(tuán)中的C被氣化產(chǎn)生CO，使Fe2O3被還原成Fe3O4的反應(yīng)持續(xù)下去。在煤基淺度直接還原中，碳的氣化反應(yīng)在650°C才能較顯著進(jìn)行，其磁化焙燒溫度也應(yīng)在650°C以上。二、本發(fā)明粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法的機(jī)理如下:含碳球團(tuán)內(nèi)部鐵礦石粒子磁化焙燒過程是一個多相反應(yīng)的過程。一定粒度的鐵礦石同煤粉或還原氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其過程可分為三個階段:(1)擴(kuò)散和吸附。還原氣(固)體擴(kuò)散后被鐵礦石表面吸附。(2)化學(xué)反應(yīng)。被吸附的還原氣(固)體分子與鐵礦石中的氧原子進(jìn)行還原反應(yīng)。(3)反應(yīng)產(chǎn)物的脫附。反應(yīng)后生成的氣體產(chǎn)物脫離鐵礦石表面，并沿著相反方向擴(kuò)散到氣相中去。鐵礦石中Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3O4的過程是:用還原劑脫掉礦粒外層的a -Fe2O3中的氧，同時氧化鐵晶格可產(chǎn)生局部的變形，但由于晶格與各相鄰部分的聯(lián)系而使整個外層仍然保持著原有赤鐵礦的結(jié)晶格子。隨著反應(yīng)過程的進(jìn)一步脫氧，將引起局部變形的加強(qiáng)，致使a -Fe2O3的外層開始轉(zhuǎn)化成含有一定數(shù)量細(xì)孔(鐵的缺位結(jié)點)的Y -Fe2O3,并形成尖晶石型立方晶格Y-Fe2O3的薄外層。外面的所有結(jié)點被充滿就轉(zhuǎn)變成磁鐵礦，這些磁鐵礦有著與Y-Fe2O3相同的晶格。過剩的鐵離子通過赤鐵礦與Y-Fe2O3的界面迫使赤鐵礦逐層地轉(zhuǎn)變成Y-Fe2O3，即Y-Fe2O3層向礦粒的內(nèi)部擴(kuò)張。三、鐵礦石磁化焙燒影響質(zhì)量 的主要因素如下:
I)礦石粒度的影響:塊礦在焙燒過程中會出現(xiàn)表層還原率高于內(nèi)部還原率的不均勻現(xiàn)象。實驗表明:平均還原率應(yīng)比42.8% (鐵礦石中的鐵全部以Fe3O4形態(tài)存在時的理論值)略高一些，使礦石表層稍稍過還原，而內(nèi)部則剛剛完成還原，磁選時才能得到較高的金屬回收率。2)溫度的影響:鐵礦石在磁化焙燒過程中，溫度過高不僅可生成部分富氏體，而且可使礦石中的石英和氧化亞鐵生成弱磁性的硅酸鐵，降低了焙燒礦的磁性。因此，多數(shù)礦石適宜的焙燒溫度為650 800°C。3)還原氣氛的影響:鐵礦石在磁化焙燒中應(yīng)保持一定的還原氣氛。當(dāng)焙燒溫度為650 750°C和C0/C02比值大于0.42時就能使Fe2O3還原成為Fe304。但還原速度并不決定于氣相中CO或4的濃度,而決定于還原反應(yīng)生成物的氣態(tài)分子(CO2和H2O)在礦石表面吸附的數(shù)量。吸附數(shù)量愈多，則對還原反應(yīng)的阻礙作用愈大。本發(fā)明爐內(nèi)采用微氧化性氣氛:豎爐在焙燒過程中，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量為
1-3%，其原因說明如下:在含碳球團(tuán)中，由于固體碳和固體氧化鐵顆粒之間的不完全接觸，兩個固相之間接觸面積較小，使Fe2O3和C直接反應(yīng)是很小的，本發(fā)明為提高含碳球團(tuán)的反應(yīng)速度，在豎爐內(nèi)采用微氧化性氣氛，使含碳球團(tuán)中的碳在與爐氣中的微量氧接觸后，由于碳的缺氧反應(yīng)而生成了一定量的CO，從而提高了含碳球團(tuán)內(nèi)部還原氣氛濃度，也就提高了還原反應(yīng)速度，同時Fe2O3和C直接反應(yīng)對還原含碳球團(tuán)最大的貢獻(xiàn)是產(chǎn)生了 CO和CO2,FeCO3受熱分解在生成Fe3O4時也產(chǎn)出了 CO和CO2，并在高溫下由于CO2的存在，含碳球團(tuán)中的C被氣化產(chǎn)生CO，使Fe2O3被還原成Fe3O4的反應(yīng)持續(xù)下去。4)焙燒時間的影響:鐵礦石磁化焙燒時，當(dāng)焙燒溫度一定時，隨粒度的增大其焙燒時間應(yīng)增加；但在焙燒粒度一定時，隨焙燒溫度的提高，其焙燒時間相應(yīng)減小。四、粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法的關(guān)鍵技術(shù)
(I)煤種的選擇:還原煤粉的粘結(jié)性對磁化焙燒工藝和設(shè)備的選擇有重要的影響。粘結(jié)性強(qiáng)的煤，在焙燒過程中容易結(jié)塊，妨礙球團(tuán)內(nèi)部氣體流通，影響焙燒質(zhì)量，一般不能使用?？贡圆畹拿?，在進(jìn)入還原區(qū)后容易爆裂，也會影響球團(tuán)內(nèi)部的氣體流動，這種煤一般也不能使用。(2)含碳球團(tuán)的強(qiáng)度:含碳球團(tuán)的高溫強(qiáng)度與低溫強(qiáng)度有較大的差別，因為球團(tuán)在加熱或高溫還原的過程中，球團(tuán)內(nèi)部會產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)變化，這都將引起球團(tuán)的高溫強(qiáng)度下降，并容易造成球團(tuán)的開裂或粉化現(xiàn)象。在含碳球團(tuán)制造時應(yīng)加入一定量的強(qiáng)化劑。(3)含碳球團(tuán)的水份:本發(fā)明采用含有一定水份的含碳球團(tuán)在豎爐上部受到上升煙氣的加熱而被干燥，排出大部分水份。但當(dāng)球團(tuán)中水份含量過高時，應(yīng)適當(dāng)增加豎爐料層的厚度，但過分加厚料層又增加了料層的阻力和降低了煙氣的溫度。(4)球團(tuán)的粒度:當(dāng)球團(tuán)的粒度較大時 ，不僅降低了總反應(yīng)面積，而且球團(tuán)本身的溫度梯度也較大，容易因溫度應(yīng)力而產(chǎn)生球團(tuán)的爆裂；但當(dāng)球團(tuán)粒度較小時，在提高其穩(wěn)定性(耐熱性)、熱交換和擴(kuò)散性的同時，增加了料層的阻力及煙氣的熱損失。因此，球團(tuán)粒度應(yīng)以8 20mm為宜，且最大和最小球團(tuán)尺寸之比不要大于2.5。(5)球團(tuán)粒度的均勻性:當(dāng)球團(tuán)料層的粒度分布很不均勻時，大塊球團(tuán)會偏向爐壁附近，細(xì)粒球團(tuán)則集中在料層中心，容易在爐壁附近形成邊界氣流，影響球團(tuán)的還原質(zhì)量。因此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制小于8mm和大于20mm球團(tuán)的比例。(6)料層的高度:球團(tuán)料層的高度對爐氣流動和熱交換有重要影響，從而影響礦石的磁化焙燒質(zhì)量。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
(I)粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法與回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒和氣基淺度間接還原工藝不同，屬于真正意義上的煤基淺度直接還原技術(shù)，其還原溫度可控制在650 750°C(豎爐燃燒室排煙溫度為850 900°C左右)，遠(yuǎn)低于氣基淺度間接還原溫度(約為800 850°C)，這意味著同等規(guī)模的豎爐采用粉礦煤基磁化焙燒工藝時產(chǎn)能比采用氣基磁化焙燒工藝將大幅提高，燃耗(含還原用煤)也有所降低。同時，由于球團(tuán)烘干與焙燒采用一體化爐型，熱能利用率較高，燃耗(含還原用煤)比回轉(zhuǎn)窯要低。(2)粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法將小粒度(6mm以下)的粉礦制成含碳球團(tuán)，采用帶壓豎爐進(jìn)行高溫磁化焙燒，使鐵礦石磁化焙燒的動力學(xué)和熱力學(xué)條件得到了極大改善，提高了鐵礦石還原反應(yīng)速度和磁化質(zhì)量。實驗表明，在料球直徑為20mm和還原溫度為700°C時，采用煤基磁化焙燒技術(shù)所需的時間約為60 70min，比氣基磁化焙燒技術(shù)時間縮短10 20min,料球心表的還原不均勻度可控制在5%以內(nèi)。(3)本發(fā)明采用鐵礦石自還原技術(shù)使焙燒質(zhì)量不受豎爐氣氛的影響，同時采用豎爐高溫焙燒和均熱還原技術(shù)，使含碳球團(tuán)達(dá)到了均質(zhì)焙燒的效果，避免了采用氣基磁化焙燒技術(shù)所產(chǎn)生的由表及里的質(zhì)量不均勻性，焙燒礦中Fe3O4分布的均勻性和磁化質(zhì)量優(yōu)于回轉(zhuǎn)窯，更優(yōu)于常壓氣基還原豎爐的磁化焙燒效果。對于鐵含量為30 35%的低品位難選礦來說，采用煤基磁化焙燒技術(shù)，金屬回收率比常壓氣基還原豎爐高出5飛％，焙燒礦磁選后可得到品位為61 62%的鐵精礦。(4)本發(fā)明采用帶壓(24 28Kpa)豎爐進(jìn)行磁化焙燒，有利于降低入爐含碳球團(tuán)的粒度(粒度可達(dá)到8 20_)，降低豎爐料層的高度和入爐球團(tuán)強(qiáng)度。實驗表明，焙燒段料層高度為1.5—1.6m和球團(tuán)抗壓強(qiáng)度大于ION/個,落下強(qiáng)度大于5次/個,就可滿足生產(chǎn)需要。
具體實施例方式下面的實施例可以進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。以下實施例原料選用粉狀難選低品位鐵礦石(品位為3(T35%)。實施例1
步驟1:原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，通過燃燒爐把熱廢氣送到干燥機(jī)中，鐵礦石與熱廢氣充分 進(jìn)行接觸和對流換熱，使物料中的一部分水份蒸發(fā)后被煙氣帶走;
步驟2:鐵礦石干磨和煤的球磨，磨礦細(xì)度為大于325目占90%，煤的粒度為0.074mm占96% ;干磨米用雷蒙磨粉機(jī),煤選用碳含量為79.1%以上的煙煤。步驟3:含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按94.0: 3.0: 3.0的比例進(jìn)行配料混勻；
步驟4:混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為6min ；
步驟5:混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，含碳生球團(tuán)制造時加入重量百分含量為0.5%的強(qiáng)化劑堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。將含碳生球團(tuán)篩分，篩分采用圓滾篩將粒度小于8mm和大于20mm的生球團(tuán)篩去，最大粒度和最小粒度之比為I 2.5。生球團(tuán)含水量為7% ；
步驟6:含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，經(jīng)爐頂布料車布入爐內(nèi)，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理；干燥溫度300°C，干燥時間20min,干燥床料層厚度為3層含碳生球,熱氣流速控制在2m/s,還原時間40 min,焙燒溫度650°C，冷卻帶500°C ;豎爐的焙燒熱源采用低熱值煤氣，豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為24Kpa，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為1% ;干燥帶高度為1.0m、預(yù)熱焙燒帶高度為1.5m、均熱帶高度為3.1m和冷卻帶高度為3.4m。步驟7:焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的500°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。與強(qiáng)磁選工藝相比，本發(fā)明可提高提高鐵礦石焙燒的金屬磁化率，并使較難利用的粉狀難選低品位鐵礦石得到了高效的回收利用，磁化焙燒后得到品位為62.4%的鐵精礦，平均磁化率為89.5%，金屬回收率為85.4%。實施例2
步驟1:原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，通過燃燒爐把熱廢氣送到干燥機(jī)中，鐵礦石與熱廢氣充分進(jìn)行接觸和對流換熱，使物料中的一部分水份蒸發(fā)后被煙氣帶走。 步驟2:鐵礦石干磨和煤的球磨，磨礦細(xì)度為大于325目占90%，煤的粒度為
0.074mm 占 96%。 步驟3:含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按94.5: 2.5: 3.0的比例進(jìn)行配料混勻。步驟4:混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為7min。步驟5:混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，含碳生球團(tuán)制造時加入加入重量百分含量為0.75%的強(qiáng)化劑堿式氯化鎂(Mg3 (OH) 5C1.4H20)晶須。將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為15mm，生球團(tuán)含水量為8%。步驟6:含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，經(jīng)爐頂布料車布入爐內(nèi)，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理；干燥溫度300°C，干燥時間20 min,干燥床料層厚度為3層含碳生球,熱氣流速控制在2m/s,還原時間50 min,焙燒溫度650°C，冷卻帶500°C。豎爐的焙燒熱源采用低熱值煤氣，豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為26Kpa，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為3% ;干燥帶高度為1.lm、預(yù)熱焙燒帶高度為1.6m、均熱帶高度為3.2m和冷卻帶高度為3.5m。步驟7:焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的500°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。與強(qiáng)磁選工藝相比，本發(fā)明可提高提高鐵礦石焙燒的金屬磁化率，并使較難利用的粉狀難選低品位鐵礦石得到了高效的回收利用，磁化焙燒后得到品位為62.5%的鐵精礦，平均磁化率為90.0%，金屬回收率為85.5%。`實施例3
步驟1:原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，通過燃燒爐把熱廢氣送到干燥機(jī)中，鐵礦石與熱廢氣充分進(jìn)行接觸和對流換熱，使物料中的一部分水份蒸發(fā)后被煙氣帶走。步驟2:鐵礦石干磨和煤的球磨，磨礦細(xì)度為大于325目占90%，煤的粒度為
0.074mm 占 96%。步驟3:含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按94.5: 2.5: 3.0的比例進(jìn)行配料混勻。步驟4:混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為7min。步驟5:混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，含碳生球團(tuán)制造時加入加入重量百分含量為1.0%的強(qiáng)化劑堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為20mm，生球團(tuán)含水量為8%。步驟6:含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，經(jīng)爐頂布料車布入爐內(nèi)，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理；干燥溫度300°C，干燥時間25 min,干燥床料層厚度為3層含碳生球,熱氣流速控制在2m/s,還原時間60 min,焙燒溫度650°C，冷卻帶500°C。豎爐的焙燒熱源采用低熱值煤氣，豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為28Kpa，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為2% ;干燥帶高度為1.0m,預(yù)熱焙燒帶高度為1.55m、均熱帶高度為3.15m和冷卻帶高度為3.45m。步驟7:焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的500°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。與強(qiáng)磁選工藝相比，本發(fā)明可提高提高鐵礦石焙燒的金屬磁化率，并使較難利用的粉狀難選低品位鐵礦石得到了高效的回收利用，磁化焙燒后得到品位為62.53%的鐵精礦，平均磁化率為90.1%，金屬回收率為85.53%。實施例4
步驟1:原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，通過燃燒爐把熱廢氣送到干燥機(jī)中，鐵礦石與熱廢氣充分進(jìn)行接觸和對流換熱，使物料中的一部分水份蒸發(fā)后被煙氣帶走。步驟2:鐵礦石干磨和煤的球磨，磨礦細(xì)度為大于325目占90%，煤的粒度為
0.074mm 占 96%。步驟3:含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按95.0: 2.5: 2.5的比例進(jìn)行配料混勻。步驟4:混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為8min。步驟5:混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，含碳生球團(tuán)制造時加入加入重量百分含量為0.5%的強(qiáng)化劑堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為8mm，生球團(tuán)含水量為9%。步驟6:含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，經(jīng)爐頂布料車布入爐內(nèi)，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理；干燥溫度350°C，干燥時間30 min,干燥床料層厚度為3層含碳生球,熱氣流速控制在3m/s,還原時間40 min,焙燒溫度700°C，冷卻帶550°C。豎爐 的焙燒熱源采用低熱值煤氣，豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為24Kpa，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為3% ;干燥帶高度為1.0m,預(yù)熱焙燒帶高度為1.5m、均熱帶高度為3.1m和冷卻帶高度為3.5m。步驟7:焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的550°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。與強(qiáng)磁選工藝相比，本發(fā)明可提高提高鐵礦石焙燒的金屬磁化率，并使較難利用的粉狀難選低品位鐵礦石得到了高效的回收利用，磁化焙燒后得到品位為62.88%的鐵精礦，平均磁化率為96.2%，金屬回收率為85.88%。實施例5
步驟1:原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，通過燃燒爐把熱廢氣送到干燥機(jī)中，鐵礦石與熱廢氣充分進(jìn)行接觸和對流換熱，使物料中的一部分水份蒸發(fā)后被煙氣帶走。步驟2:鐵礦石干磨和煤的球磨，磨礦細(xì)度為大于325目占90%，煤的粒度為
0.074mm 占 96%。步驟3:含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按95.0: 2.5: 2.5的比例進(jìn)行配料混勻。步驟4:混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為8min。步驟5:混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，含碳生球團(tuán)制造時加入加入重量百分含量為1.0%的強(qiáng)化劑堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為15mm，生球團(tuán)含水量為9%。
步驟6:含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，經(jīng)爐頂布料車布入爐內(nèi)，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理；干燥溫度350°C，干燥時間30 min,干燥床料層厚度為3層含碳生球,熱氣流速控制在3m/s,還原時間50 min,焙燒溫度700°C，冷卻帶550°C。豎爐的焙燒熱源采用低熱值煤氣，豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為26Kpa，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為2%2。；干燥帶高度為
1.lm、預(yù)熱焙燒帶高度為1.6m、均熱帶高度為3.2m和冷卻帶高度為3.5m。步驟7:焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的550°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。與強(qiáng)磁選工藝相比，本發(fā)明可提高提高鐵礦石焙燒的金屬磁化率，并使較難利用的粉狀難選低品位鐵礦石得到了高效的回收利用，磁化焙燒后得到品位為62.95%的鐵精礦，平均磁化率為99.1%，金屬回收率為85.95%。實施例6
步驟1:原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥，通過燃燒爐把熱廢氣送到干燥機(jī)中，鐵礦石與熱廢氣充分進(jìn)行接觸和對流換熱，使物料中的一部分水份蒸發(fā)后被煙
氣帶走。步驟2:鐵礦石干磨和煤的球磨，磨礦細(xì)度為大于325目占90%，煤的粒度為
0.074mm 占 96%。步驟3:含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按95.0: 2.5: 2.5的比例進(jìn)行配料混勻。步驟4:混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為8min。步驟5:混合料的造球，將細(xì)磨物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，含碳生球團(tuán)制造時加入加入重量百分含量為0.5%的強(qiáng)化劑堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為20mm，生球團(tuán)含水量為9%。步驟6:含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，經(jīng)爐頂布料車布入爐內(nèi)，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理；干燥溫度350°C，干燥時間30 min,干燥床料層厚度為3層含碳生球,熱氣流速控制在3m/s,還原時間60 min,焙燒溫度700°C，冷卻帶550°C。豎爐的焙燒熱源采用低熱值煤氣，豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為28Kpa，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為2% ;干燥帶高度為1.0m,預(yù)熱焙燒帶高度為1.6m、均熱帶高度為3.2m和冷卻帶高度為3.5m。步驟7:焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的550°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。與強(qiáng)磁選工藝相比，本發(fā)明可提高提高鐵礦石焙燒的金屬磁化率，并使較難利用的粉狀難選低品位鐵礦石得到了高效的回收利用，磁化焙燒后得到品位為62.9%的鐵精礦，平均磁化率為97%，金屬回收率為85.9%。

根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，采用鐵含量為30 35%和粒度為6mm以下的難選鐵礦石，其生產(chǎn)實測數(shù)據(jù)如表I和表2所示。表I煤基還原不同粒度的還原率
權(quán)利要求
1.一種粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于它包括以下步驟: A、原料準(zhǔn)備，對含水量大于7%的粉狀鐵礦石進(jìn)行干燥， B、鐵礦石干磨和煤的球磨，鐵礦石磨至細(xì)度大于325目占90%，煤磨至粒度為0.074mm的占96%; C、含碳混合物的配料，將磨好的鐵礦粉、煤粉和膨潤土按94.(T95.0: 2.5^3.0:2.5 3.0的比例進(jìn)行配料混勻； D、混合料的潤磨，配好的混合料進(jìn)入潤磨機(jī)內(nèi)，潤磨時間為6 Smin； E、混合料的造球，將細(xì)磨 物料輸送到造球盤上，通過噴水使細(xì)磨物料被濕潤，制成含碳生球團(tuán)，將含碳生球團(tuán)篩分，生球團(tuán)粒度為8 20mm，生球團(tuán)含水量為I 9% ； F、含碳生球的豎爐焙燒，含碳生球團(tuán)送到豎爐爐頂，含碳生球團(tuán)在豎爐內(nèi)經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理，干燥溫度300 350°C，干燥時間20 30min，還原時間為40 60 min，焙燒溫度為650 750°C，冷卻帶溫度為500 550°C ； G、焙燒球團(tuán)的冷卻，豎爐排出的500 550°C焙燒球團(tuán)直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，使其溫度迅速冷卻到70°C以下，產(chǎn)出焙燒磁化礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述B步驟中干磨采用雷蒙磨粉機(jī)，煤選用碳含量大于79.1%的煙煤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述D步驟中20mm的生球團(tuán)與8mm的生球團(tuán)之比為1:2 — 2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述F步驟中豎爐兩側(cè)燃燒室排入豎爐本體料層的煙氣壓力為24 28Kpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述F步驟中干燥床料層厚度為3 4層含碳生球團(tuán)，熱氣流速為2 3 m/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述E步驟中含碳生球團(tuán)制造時加入重量百分含量為0.5 — 1%的強(qiáng)化劑，強(qiáng)化劑為堿式氯化鎂(Mg3(OH)5C1.4H20)晶須。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述F步驟含碳生球的豎爐焙燒過程中料層高度為，干燥帶高度為1.0 1.lm、預(yù)熱焙燒帶高度為1.5 1.6m、均熱帶高度為3.1 3.2m和冷卻帶高度為3.4 3.5m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，其特征在于:所述F步驟含碳生球的豎爐焙燒過程中，豎爐內(nèi)爐氣中含氧量的重量百分含量為 1-3%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，采用球團(tuán)烘干床與豎爐焙燒本體為一體化的爐型對難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒，對的粉礦進(jìn)行干磨制粉后的原礦粉與還原煤粉和膨潤土按一定比例進(jìn)行配料和潤磨，得到成份均勻和水份含量一定的混合料，進(jìn)行造球，篩分后將合格的含碳球團(tuán)，進(jìn)行烘干入豎爐內(nèi)進(jìn)行磁化焙燒，球團(tuán)經(jīng)干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻處理，直接進(jìn)入水中進(jìn)行水淬，生產(chǎn)出合格的焙燒磁化礦。采用粉狀難選低品位鐵礦石含碳球團(tuán)豎爐煤基磁化焙燒方法，焙燒礦磁選后可得到品位為62～63%的鐵精礦，其金屬回收率和鐵精礦品位比采用強(qiáng)磁選工藝分別高出18~19%和13~14%。
文檔編號B03C1/015GK103205561SQ201310085460
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者王明華, 權(quán)芳民 申請人:酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司