制备粒铁的方法和制备粒铁的系统技术方案

本发明专利技术公开了制备粒铁的系统和制备粒铁的方法。其中，制备粒铁的系统包括：化渣装置、粒化器、还原焙烧装置、磁选装置和重选装置。该系统以熔融铜渣为原料，解决传统高温铜渣需水淬冷却或缓冷后才能继续进行处理的难题，制备得到高品位的粒铁和氧化锌粉尘，系统的热利用率高。并且，在化渣装置上设置添加剂入口，在加热处理前即向高温熔融铜渣中加入添加剂，通过搅拌器的搅拌可使熔渣均质化，直接调整铜渣的内部结构和化学成分，提高铜渣的冶金性能，再经高温粒化处理，即可为转底炉直接还原提供高热量粒化铜渣原料，省去了造球、烘干和球团预热等工艺，缩短了转底炉的还原时间、减少了转底炉的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备粒铁的方法，以及实施该制备粒铁的方法的制备粒铁的系统。
技术介绍
铜渣是火法炼铜过程中产生的固体废渣，属有色金属渣中的一种。具不完全估计，我国每年铜渣产量在1000～1500万吨，至今累计堆存已达数亿吨。这些废渣不仅占用大量土地，还造成粉尘扬尘、重金属渗出、地下水污染、土地贫化等环境问题，给人类生存和社会发展带来严重危害。至今由于对铜渣资源化重视程度不够以及相关工艺技术的制约，在我国，铜渣的高效综合利用还未实现大规模成熟推广，大量铜渣堆弃于渣场，造成渣中有价金属元素的流失，资源的浪费。由于铜渣中全铁(TFe)含量一般约为40％，远高于我国铁矿石的可采品位(TFe>27％)，因此目前铜渣的利用途径多以回收剩余铁素为主。然而由于在铜渣中，铁元素主要以铁橄榄石、Fe3O4等矿物相存在，加之这些矿物同其他非磁性矿物相紧密嵌合在一起，以及具有弱磁性(如铁橄榄石)，致使直接利用传统磨选、磁选等工艺路线，很难将铜渣中全部铁素得以回收。为此，在现有相关研究和工程化应用中，铜渣多通过配加还原剂、添加剂和粘结剂，经造球或造块后再还原焙烧，得到金属化球团或团块。最后，再将这些金属化球团或团块经破碎、粉磨和磁选等工序后，得到铁精矿粉，再返用于钢铁冶炼之中。此外，冶炼铜渣出炉温度在1150～1370℃，比热容约为1.1kJ/kg·K，吨渣总余热量相当于50kg标准煤(7000大卡/kg)，余热资源多。在《节能减排“十二五规划”》、《工业节能“十二五规划”》等相关政策文件中，均提到对工矿企业余热能源的回收利用，并在国家“十一五”期间，中央财政还对余能利用给予补贴。然而，受熔渣导热率低、黏度大、热转化效率低等因素影响，现有熔渣研究多是对熔渣进行干法粒化后再回收高温余热，工程化应用还存在很大难度。因此，对出炉铜渣中的这部分余热能源，在上述铜渣焙烧还原-粉磨磁选传统研究工艺中也未有体现，而且在铜渣还原焙烧过程中，还要二次加热，造成能源的巨大浪费。由此，利用铜渣制备高品质铁产品的方法有待研究。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备粒铁的方法，该方法以熔融铜渣为原料制备粒铁，热利用率高，生产和运行成本低。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备粒铁的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将熔融铜渣与添加剂混合并进行加热处理，以便得到混合熔融铜渣；将所述混合熔融铜渣进行粒化处理，以便得到渣粒；将所述渣粒与还原剂接触，进行还原焙烧处理，以便得到烟尘、以及含有粒铁、含碳物质和熔渣的还原物料；将所述还原物料进行磁选分离，以便得到粒铁和非磁性混合物；以及将非磁性物料进行重选分离，以便得到含碳物质和熔渣。根据本专利技术实施例的制备粒铁的方法，以熔融铜渣为原料，解决传统高温铜渣需水淬冷却或缓冷后才能继续进行处理的难题，制备得到高品位的铁产品和氧化锌粉尘，实现铜渣的高效综合利用，实现了熔融铜渣的余热利用，方法的热利用率高。并且，在加热处理前即将添加剂与熔融铜渣混合，可使熔渣均质化，直接调整铜渣的内部结构和化学成分，提高铜渣的冶金性能，再经高温粒化处理，即可为还原焙烧处理提供高热量粒化铜渣原料，省去了造球、烘干和球团预热等工艺，缩短了转底炉的还原时间、减少了转底炉的能耗，降低了生产和运行成本。由此，利用该方法制备粒铁，制备得到的粒铁的铁品位高，有效地解决了传统铜渣综合利用技术中，铜渣难还原、冶金性能差、热利用效率低、工艺流程长，且能耗较高，生产和运行成本低等问题，并且该方法的余热利用率高，能耗少，工艺流程简单，生产成本低。另外，根据本专利技术上述实施例的制备粒铁的方法，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，所述熔融铜渣的温度为1150～1350℃。根据本专利技术的实施例，所述混合熔融铜渣的温度为1350～1450℃。根据本专利技术的实施例，所述添加剂与所述熔融铜渣的质量比为(1～3)：10。根据本专利技术的实施例，所述添加剂为石灰石或生石灰。根据本专利技术的实施例，所述渣粒的平均粒径为5～20mm、温度为800～1000℃。根据本专利技术的实施例，该方法进一步包括：利用布袋除尘器对所述烟尘进行冷却净化处理，以便得到含氧化锌的粉尘和净化后的烟气。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种实施前述的制备粒铁的方法的制备粒铁的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：化渣装置，所述化渣装置具有熔融铜渣入口、添加剂入口、搅拌器和混合熔融铜渣出口；粒化器，所述粒化器具有粒化物料入口、流渣孔和渣粒出口，所述粒化物料入口与所述混合熔融铜渣出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有渣粒入口、还原剂入口、烟尘出口和还原物料出口，所述渣粒入口与所述渣粒出口相连；磁选装置，所述磁选装置具有还原物料入口、磁选后粒铁出口和非磁性混合物出口，所述还原物料入口与所述还原物料出口相连；以及重选装置，所述重选装置具有非磁性混合物入口、含碳物质出口和熔渣出口，所述非磁性混合物入口与所述非磁性混合物出口相连。根据本专利技术实施例的制备粒铁的系统，以熔融铜渣为原料，解决传统高温铜渣需水淬冷却或缓冷后才能继续进行处理的难题，制备得到高品位的粒铁和氧化锌粉尘，不仅实现铜渣中金属元素高效综合利用，而且实现了熔融铜渣的余热的有效利用，系统的热利用率高。并且，在化渣装置上设置添加剂入口，在加热处理前即向高温熔融铜渣中加入添加剂，通过搅拌器的搅拌可使熔渣均质化，直接调整铜渣的内部结构和化学成分，提高铜渣的冶金性能，
再经高温粒化处理，即可为转底炉直接还原提供高热量粒化铜渣原料，省去了造球、烘干和球团预热等工艺，缩短了转底炉的还原时间、减少了转底炉的能耗，降低了生产和运行成本，从而，有效地解决了传统铜渣综合利用技术中，铜渣难还原、冶金性能差、热利用效率低、工艺流程长，且能耗较高，生产和运行成本低的问题。另外，根据本专利技术上述实施例的制备粒铁的系统，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括：中间包，所述中间包具有中间包进口和中间包出口，所述中间包进口与所述混合熔融铜渣出口相连，所述中间包出口与所述粒化物料入口相连。根据本专利技术的实施例，所述还原焙烧装置为转底炉，所述还原焙烧装置具有中温焙烧区和高温焙烧区，所述中温焙烧区具有用于烟尘排放的烟道，所述烟道内设置有布袋除尘器和烟气出口。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的制备粒铁的系统的结构示意图；图2显示了根据本专利技术再一个实施例的制备粒铁的系统的结构示意图；图3显示了根据本专利技术一个实施例的利用制备粒铁的系统制备粒铁的方法的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备粒铁的方法，其特征在于，包括：将熔融铜渣与添加剂混合并进行加热处理，以便得到混合熔融铜渣；将所述混合熔融铜渣进行粒化处理，以便得到渣粒；将所述渣粒与还原剂接触，进行还原焙烧处理，以便得到烟尘和还原物料，其中，所述还原物料包含粒铁、含碳物质和熔渣；将所述还原物料进行磁选分离，以便得到粒铁和非磁性混合物；以及将非磁性物料进行重选分离，以便得到含碳物质和熔渣。

【技术特征摘要】
1.一种制备粒铁的方法，其特征在于，包括：将熔融铜渣与添加剂混合并进行加热处理，以便得到混合熔融铜渣；将所述混合熔融铜渣进行粒化处理，以便得到渣粒；将所述渣粒与还原剂接触，进行还原焙烧处理，以便得到烟尘和还原物料，其中，所述还原物料包含粒铁、含碳物质和熔渣；将所述还原物料进行磁选分离，以便得到粒铁和非磁性混合物；以及将非磁性物料进行重选分离，以便得到含碳物质和熔渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融铜渣的温度为1150～1350℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合熔融铜渣的温度为1350～1450℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂与所述熔融铜渣的质量比为(1～3)：10。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂为石灰石或生石灰。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渣粒的平均粒径为5～20mm，温度为800～1000℃。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：利用布袋除尘器对所述烟尘进行冷却净化处理，以便得到含氧化锌的粉尘和净化后的烟气。8.一种实施权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占华，王欣，陈文亮，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32