鐵礦石閃速磁化焙燒方法及催化還原劑技術

本發明專利技術涉及一種鐵礦石閃速磁化焙燒方法及催化還原劑，該方法包括破碎磨細、裝料、回轉窯加熱、催化螺旋還原裝置的催化還原、熱交換、水冷和球磨磁選七個工序，采用本發明專利技術鐵礦石磁化焙燒方法后，加熱工序中回轉窯僅作為一個單一功能加熱設備，加熱好的高溫物料經過獨立催化還原工序，在該工序中鐵礦石與催化還原劑在推進中不斷地進行攪拌、混合和反應，實現快速磁化反應，反應好的高溫礦進入熱交換裝置，提取其中熱量用于預熱助燃空氣或礦物烘干用。使用本發明專利技術可改變現有鐵礦石磁化焙燒工藝，加熱能耗將有很大降低，不須內配煤和石灰，改用催化還原劑，鐵礦回收率和鐵精礦品位都有較大的提高，是一種低能耗、經濟效益高的新型磁化焙燒工藝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鐵礦石選礦領域，涉及鐵礦石閃速磁化焙燒方法及催化還原劑。
技術介紹
磁化焙燒工藝是近百年來就存在的一種鐵礦石品位提高的技術，它是通過將鐵礦石進行加熱到高溫，并置于還原氣氛中，將鐵礦石中三氧化二鐵被還原轉換成四氧化三鐵，如下化學過程Fe203+C0=Fe304+C02 Fe203+C=Fe304+C02三氧化二鐵為弱磁性物，難以進行磁選，但是四氧化三鐵為強磁性物，易于磁選，從而提聞礦石的鐵品位。目前磁化焙燒工藝有多種多樣，常見的主要是回轉窯式，大多是采用在入爐礦石物料中內配煤作為還原劑，通常要另配石灰來脫內配煤中的硫。回轉窯分為預熱段、加熱段和還原段，鐵礦石在回轉窯中完成加熱和還原，如圖I所示。這種工藝存在還原時間長，溫度要求高，回轉窯易結圈、能耗高等不足。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有的磁化焙燒工藝存在的還原時間長，溫度要求高，回轉窯易結圈、能耗高等不足，提供一種鐵礦石閃速磁化焙燒方法及催化還原劑。本方法改變現有的磁化焙燒工藝，回轉窯僅作為一個單一功能的加熱設備，取消鐵礦石入爐時所加入的內配煤，提高其加熱能力，降低其能耗成本，加熱好的鐵礦石磁化還原在螺旋反應裝置中閃速進行，同時增加熱交換工序，提取磁化后高溫燒結礦中大量熱量用于預熱助燃空氣或烘干物料，較大地降低加熱成本。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為鐵礦石閃速磁化焙燒方法，按以下步驟進行鐵礦石經破碎磨礦后粒度< 3mm，將磨細的鐵礦石通過恒定的給料器送入到回轉窯中進行加熱，鐵礦石被加熱到850 - 900°C,再將回轉窯內的高溫鐵礦石通過連接管導入到催化螺旋還原裝置的螺旋輸送反應腔入料口，同時通過催化還原劑擠入機構將占鐵礦石重量百分比為2-5%的催化還原劑加入到擠入螺旋管的入料口，經擠入螺旋管推送到螺旋輸送反應腔中與高溫鐵礦石進行攪拌、混合，使得高溫鐵礦石與催化還原劑充分接觸反應2 - 3分鐘，鐵礦石中的三氧化二鐵轉換成四氧化三鐵，并連續地由催化螺旋還原裝置的出料口排出，排出的高溫礦經過熱交換提取裝置提取熱量，提取的熱量用于預熱助燃空氣或烘干物料，提取熱量后的磁化燒結礦，經過急速水冷定形，然后進行磨礦和磁選，最后得到高品位的鐵精礦。所述的催化還原劑由還原劑和催化劑混合而成，各物質按重量百分比計，還原劑為植物和煤，植物和煤均制成粉未，粒徑小于1mm，植物粉75 — 85%，煤粉12 — 20%，催化劑2- 5%。催化劑為硝酸銨。還原劑中的植物為自然界任意植物的根、莖、葉均可。所述的催化螺旋還原裝置，由螺旋輸送反應腔和催化還原劑擠入機構組成，其特征在于催化還原劑擠入機構的擠入螺旋管的輸送出料口插入到螺旋輸送反應腔的金屬管第二段區域。所述的螺旋輸送反應腔由一根金屬管和一根軸組成，軸安裝在金屬管內，一端固定在金屬管一側，另一端穿過金屬管與外部的傳動機構相連，金屬管分為四段區域，在第一段區域設有進料口，第四段區域設有下料口，在金屬管的第一段區域的軸上安裝短螺距螺旋或短距攪拌漿，在金屬管的第二段區域的軸上安裝長螺距螺旋或長距攪拌漿，在金屬管的第三段區域的軸上安裝中螺距螺旋或中距攪拌漿，在金屬管的第四段區域的軸上不安裝螺旋或攪拌漿。所述的催化還原劑擠入機構由擠入螺旋管、給料控制器和料斗組成，給料控制器連接在料斗與擠入螺旋管之間，擠入螺旋管的輸送出料口插入到金屬管的第二段區域。 為了進一步進行描述清楚，現將本專利技術方法與傳統的磁化焙燒工藝進行比較說明。I、經破碎和磨細工序塊狀鐵礦石要經過破碎和磨細后方可使用，在傳統的工藝中，對其粒度要求有多種多樣，一般是小粒度或粉料為好。與本專利技術要求以3mm以下的粒度為好，沒有多大的區別。2、裝料工序，在傳統磁化焙燒工藝中，內配煤要求達到8-10%，由于煤的配入經常帶入硫，造成廢氣中硫的排放超標，必須要在礦料加入適量的石灰進行脫硫，石灰的加入量經常在礦料的1_2%，這樣以來內配煤和石灰的加入就造成加熱成本上升。在本專利技術中的裝料工序取消了內配煤和石灰,節約了煤和石灰的成本，同時也降低了其加熱成本。3、回轉窯工序由于傳統的工藝中回轉窯因工藝要求分有加熱段和還原段，所以回轉窯的有效加熱長度變短，若在同樣的產量的情況下，其加熱溫度必須上升，從而也會推高其加熱成本，同時加熱溫度上升，又會造成回轉窯結圈等生產問題，干擾正常的生產進行。本專利技術中回轉窯作為單獨的加熱設備，這是區別于傳統工藝的一個特點。由于將回轉窯整個作為加熱設備，加熱長度增加，其加熱的能力將會大大增強，加熱溫度由950度下降到850度，加熱成本下降。同時加熱溫度下降時，回轉窯結圈的情況將會大大減少，確保生產的正常進行。4、催化螺旋還原裝置催化還原工序這是本專利技術獨有的一道工序，是與傳統工藝區別的關鍵之一。本工序是將加熱與還原進行分開，它利用了催化螺旋還原裝置，回轉窯加熱好的850度以上的高溫礦，經由連接管導入到催化螺旋還原裝置，同時擠入催化還原劑，催化還原劑加入量為2-5%，使得高溫礦在催化還原劑的作用下，在裝置中進行攪拌混和，實現閃速反應，反應時間約在2-3分鐘。本專利技術的工藝中增加了獨立的還原工序,要求加入催化還原劑,增加了一定的成本,但是其成本與內配煤和石灰的成本持平。經過調查，傳統的回轉窯磁化焙燒工藝其還原時間都在30分鐘以上，且其磁化率不穩定，在85%波動(3000GS)，所得的精礦品位和回收率不理想，金屬回收率在65-70%，達不到本專利技術新的工藝的水平，本專利技術的還原是閃速進行，大約在2-3分鐘內，磁化率在90%(3000GS)以上，且其回收率及精礦的品位均能有相應的提高，金屬回收率在70-80%。5、熱交換工序這是本專利技術獨有的另一道工序，是與傳統工藝區別的關鍵技術之一。熱交換是在傳統磁化焙燒工藝中沒有的，這本專利技術中在還原后的高溫燒結礦與水冷工序之間引入了熱交換工序，利用熱交換裝置，提取高溫燒結礦中熱量，加熱空氣到300-500°C作為助燃空氣或用于烘干礦用，所用的熱交換裝置采用現有結構，從市場購買得到。6、水冷工序本專利技術中的水冷工序與傳統工藝的基本一致。7、球磨和磁選工序 本專利技術中的球磨和磁選工序與傳統工藝的基本一致。附圖說明圖I為傳統工藝流程圖。圖2為本專利技術工藝流程圖。圖3為本專利技術催化螺旋還原裝置的螺旋輸送反應腔的結構示意圖。圖4為本專利技術催化螺旋還原裝置的剖視圖。具體實施例方式結合附圖對本專利技術作進一步的描述。實施例I的催化還原劑由還原劑和催化劑混合而成，各物質按重量百分比計，還原劑為松枝和煤，松枝和煤均制成粉未，粒徑小于1mm，將松枝粉75%，煤粉20%，硝酸銨5%混合均勻。實施例2的催化還原劑由還原劑和催化劑混合而成，各物質按重量百分比計，還原劑為柏枝和煤，柏枝和煤均制成粉未，粒徑小于1mm，將柏枝粉85%，煤粉12%，硝酸銨3%混合均勻。實施例3的催化還原劑由還原劑和催化劑混合而成，各物質按重量百分比計，還原劑為桃枝和煤，桃枝和煤均制成粉未，粒徑小于1mm，將桃枝粉80%，煤粉18%，硝酸銨2%混合均勻。如圖2所示，本專利技術分別將實施例I、實施例2、實施例3的催化還原劑按以下步驟進行鐵礦石閃速磁化焙燒方法鐵礦石經破碎磨礦后粒度< 3mm，將磨細的鐵礦石通過恒定的給料器送入到回轉窯中進行加熱，鐵礦石被加熱到850 - 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鐵礦石閃速磁化焙燒方法，其特征在于按以下步驟進行：鐵礦石經破碎磨礦后粒度≤3mm，將磨細的鐵礦石通過恒定的給料器送入到回轉窯中進行加熱，鐵礦石被加熱到850－900℃，再將回轉窯內的高溫鐵礦石通過連接管導入到催化螺旋還原裝置的螺旋輸送反應腔入料口，同時通過催化還原劑擠入機構將占鐵礦石重量百分比為2？5%的催化還原劑加入到擠入螺旋管的入料口，經擠入螺旋管推送到螺旋輸送反應腔中與高溫鐵礦石進行攪拌、混合，使得高溫鐵礦石與催化還原劑充分接觸反應2－3分鐘，鐵礦石中的三氧化二鐵轉換成四氧化三鐵，并連續地由催化螺旋還原裝置的出料口排出，排出的高溫礦經過熱交換提取裝置提取熱量，提取熱量后的磁化燒結礦，經過急速水冷定形，然后進行磨礦和磁選，最后得到高品位的鐵精礦。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋汽，蔣福軍，陳培德，
申請(專利權)人：韋汽，蔣福軍，陳培德，
類型：發明
國別省市：