一种难选铁矿石粉磁化焙烧系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种难选铁矿石粉磁化焙烧系统及工艺，属于冶金和矿物工程技术领域。采用循环流化床反应器对铁矿石粉进行磁化焙烧，焙烧尾气通过间接换热器预热煤气回收显热，然后通过湿式除尘器、脱水器对焙烧尾气进行彻底净化处理，再送到燃烧室作为热源，防止了焙烧尾气中带入粉尘导致燃烧室结瘤现象的发生；通过高温焙烧铁矿石粉与冷焙烧尾气在旋风冷却器中换热和预热助燃空气的方式回收焙烧铁矿石粉的显热，使高温焙烧铁矿石粉的显热利用更为合理、充分，达到了铁矿石粉快速磁化焙烧、焙烧过程热量利用效率高的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金和矿物工程
，具体涉及一种采用循环流化床反应器对难选铁矿石粉进行磁化焙烧的系统及磁化焙烧工艺。
技术介绍
我国铁矿石资源丰富，已探明的储量达700多亿吨，居世界第五位，但其禀赋较差，主要表现为：（1）“贫”，已探明的储量中97%以上为贫铁矿，平均品位仅为32%，比世界平均品位低约11%；（2）“杂”，共伴生元素多，包括钒、钛、铜、钴、镍、铬、稀土、铌和氟，且共伴生元素的经济价值往往高于铁；（3）“细”，嵌布粒度细及微细的铁矿占了很大一部分。因此，我国的铁矿资源基本都需要通过选矿富集才能为后续工艺利用，但是褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等常规重选、磁选、浮选等物理选矿方法难以有效选别的复杂难选铁矿石资源约占我国已探明铁矿石资源的40%，这种资源现状决定了我国只有实现这些难选铁矿石资源的有效利用，才能扩大我国可工业利用铁矿石资源量，降低对外依存度，保障我国铁矿石的持续供应。过去的几十年中，我国的科技工作者对难选铁矿石资源利用问题进行了长期的研究，尤其是对通过磁化焙烧工艺处理难选铁矿进行了系统的研究与开发，目前国内外铁矿石磁化焙烧工艺主要有竖炉磁化焙烧工艺和回转窑磁化焙烧工艺。竖炉磁化焙烧工艺主要用于处理块矿（入炉粒级15-100mm），其存在的主要问题有：（1）所处理的矿石粒度大、表面积小，与还原剂（CO和H2等）接触少，还原过程缓慢；（2）实际生产中，块矿表层还原度高于内部，存在表层和内部还原不均匀的现象，且块矿粒度愈大，还原不均匀现象愈严重；（3）由于入炉块矿粒度的不均匀性，小粒级块矿整体过还原，而大粒级块矿整体欠还原。这些问题直接导致竖炉焙烧能耗大，焙烧矿技术指标差、生产成本高。回转窑磁化焙烧工艺用于处理入炉粒级为25mm以下（一般控制在0-12mm）的铁矿石，其技术指标优于竖炉，但也存在矿石还原不均匀、焙烧成本高等问题，特别是回转窑尾端频繁出现结圈现象、难进行持久生产。铁矿石流态化磁化焙烧技术与传统的回转窑磁化焙烧技术相比，其最大不同点是将原来的堆积态气固传热、传质方式转变为流态化传热、传质，气固通过流化床使物料形成湍流状态，然后进入预热器后，在旋风筒切向风力作用下形成湍流，稀相流化状态下的传质过程其优点为：（1）流化状态下气固两相接触面积大，传热、传质和颗粒化学反应速度较快；（2）流化预热循环流化床是由多级气流单元自上而下串联而成的逆流式换热器，物料湍流度高，气固之间温差和还原气氛浓度差较大，综合传递系数及传递动力较大。中国专利技术专利申请201010621731.X公开了一种难选铁矿石粉磁化焙烧的系统及焙烧工艺，该专利技术是采用循环流化床反应器对铁矿石粉进行磁化焙烧；焙烧尾气先在燃烧室中通过燃烧释放其中未反应气体的潜热，再通过多级旋风预热器与冷铁矿石粉换热回收潜热；通过冷煤气与高温焙烧铁矿石粉在旋风冷却器中换热的方式回收高温焙烧铁矿石粉的显热。该技术方案的缺点，一是未完全净化的焙烧尾气在燃烧室燃烧，由于粉尘的带入极易导致燃烧室结瘤；二是仅仅通过冷煤气与高温焙烧铁矿石粉在旋风冷却器中换热的方式回收显热，对高温焙烧矿显热的回收利用不够充分，且对焙烧尾气的显热利用也不够充分。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于201010621731.X存在的技术问题，提供一种难选铁矿石粉磁化焙烧系统，能够防止燃烧室结瘤、并使得难选铁矿石粉的磁化焙烧更加高效、节能。本专利技术的另一目的是提供利用上述系统进行难选铁矿石粉磁化焙烧的工艺。本专利技术的目的是通过如下方式实现的：通过湿式除尘器、脱水器对焙烧尾气进行彻底净化处理后再进入燃烧室利用，降低了焙烧尾气中的粉尘含量，解决了燃烧室结瘤的问题；通过高温焙烧铁矿石粉预热助燃空气的方式回收焙烧铁矿石粉的显热，使焙烧铁矿石粉显热利用更为合理、充分；通过焙烧尾气经由间接换热器预热煤气来回收焙烧尾气的显热，以提高燃料的利用率。本专利技术的难选铁矿石粉磁化焙烧工艺系统，主要由料仓，多级旋风预热器，重力除尘器，布袋除尘器，螺旋输送器，燃烧室，加料器，由提升管、一级旋风分离器、料腿和二级旋风分离器构成的循环流化床反应器，多级旋风冷却器，旋风除尘器，螺旋出料器，间接空冷流化床，鼓风机，由煤气换热器、焙烧尾气换热器构成的间接换热器，湿式除尘器，脱水器，净化焙烧尾气加压机，煤气加压机，引风机和烟囱组合而成；所述多级旋风预热器由一级旋风预热器、二级旋风预热器和三级旋风预热器构成；料仓底部的出料口处设有与一级旋风预热器的进气口相连通的管道，一级旋风预热器顶部的出气口与重力除尘器的进气口相连通，一级旋风预热器底部的出料口与二级旋风预热器的进气口相连通；重力除尘器的出气口与布袋除尘器的进气口相连通，重力除尘器下部的出料口与加料器相连通；布袋除尘器的出气口与引风机的进气口相连通，引风机出气口与烟囱相连通；布袋除尘器的下部安装有螺旋输送器，螺旋输送器的出料口与加料器相连接；加料器的出料口与提升管的进料口相连通；二级旋风预热器顶部的出气口与一级旋风预热器的进气口相连通，二级旋风预热器底部的出料口与三级旋风预热器的进气口相连通；三级旋风预热器底部的出料口与提升管的进料口相连通，三级旋风预热器顶部的出气口与二级旋风预热器的进气口相连通，三级旋风预热器的进气口与燃烧室的出气口相连通；燃烧室的进气口分别有与间接空冷流化床、煤气换热器和焙烧尾气换热器相连通的管路；提升管的底部设有进气口，该进气口与旋风除尘器的出气口相连通，提升管下部设有三个进料口，分别与三级旋风预热器底部的出料口、加料器的出料口和料腿下部的出料口相连通，提升管的顶部设有的出气口与一级旋风分离器的进气口相连通；一级旋风分离器的下部与料腿的顶部相连接，一级旋风分离器的出气口与二级旋风分离器的进气口相连通；二级旋风分离器下部的出料口与料腿的进料口相连通；料腿下部有两个出料口，一个出料口与提升管下部的一个进料口相连通，另一个出料口与构成旋风冷却器的一级旋风冷却器的进气口相连通；旋风冷却器由一级旋风冷却器和二级旋风冷却器组成；其中：一级旋风冷却器的出气口与旋风除尘器的进气口相连通；二级旋风冷却器的进气口分别与一级旋风冷却器下部的出料口和净化焙烧尾气加压机的出气口相连通，二级旋风冷却器的顶部的出气口与一级旋风冷却器的进气口相连通，二级旋风冷却器的出料口与螺旋出料器的进料口相连通；旋风除尘器下部的出料口也与螺旋出料器的进料口相连通；二级旋风分离器顶部的出气口与由煤气换热器和焙烧尾气换热器构成的间接换热器进气口相连通，间接换热器出气口与湿式除尘器进气口相连通，湿式除尘器顶部的出气口与脱水器进气口相连通，脱水器顶部的出气口与净化焙烧尾气加压机的进气口相连通，净化焙烧尾气加压机的出气口分两个支管，其中一个支管与焙烧尾气换热器进气口相连通，另一个支管与间接空冷流化床下部的进气口和二级旋风冷却器的进气口相连通；煤气换热器的进气口与煤气加压机的出气口相连通；间接空冷流化床上部的出气口与循环流化床反应器提升管的进气口相连通；间接空冷流化床的进气口与鼓风机的出气口相连通；螺旋出料器的出料口与间接空冷流化床进料口相连通；上述各装置的各部位之间均通过管道相连通。所述间接空冷流化床的出料口通过矿浆池与后续的磁选系统相连，实现了与磁选系统的无缝对接；湿式除尘器底部的出料口和脱水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种难选铁矿石粉磁化焙烧系统，主要由料仓，多级旋风预热器，重力除尘器，布袋除尘器，螺旋输送器，燃烧室，加料器，由提升管、一级旋风分离器、料腿和二级旋风分离器构成的循环流化床反应器，多级旋风冷却器，旋风除尘器，螺旋出料器，煤气加压机，引风机和烟囱组合而成；其特征在于：该磁化焙烧系统还包括间接空冷流化床，鼓风机，由煤气换热器、焙烧尾气换热器构成的间接换热器，湿式除尘器，脱水器和净化焙烧尾气加压机；所述多级旋风预热器由一级旋风预热器、二级旋风预热器和三级旋风预热器构成；料仓底部的出料口处设有与一级旋风预热器的进气口相连通的管道，一级旋风预热器顶部的出气口与重力除尘器的进气口相连通，一级旋风预热器底部的出料口与二级旋风预热器的进气口相连通；重力除尘器的出气口与布袋除尘器的进气口相连通，重力除尘器下部的出料口与加料器相连通；布袋除尘器的出气口与引风机的进气口相连通，引风机出气口与烟囱相连通；布袋除尘器的下部安装有螺旋输送器，螺旋输送器的出料口与加料器相连接；加料器的出料口与提升管的进料口相连通；二级旋风预热器顶部的出气口与一级旋风预热器的进气口相连通，二级旋风预热器底部的出料口与三级旋风预热器的进气口相连通；三级旋风预热器底部的出料口与提升管的进料口相连通，三级旋风预热器顶部的出气口与二级旋风预热器的进气口相连通，三级旋风预热器的进气口与燃烧室的出气口相连通；燃烧室的进气口分别有与间接空冷流化床、煤气换热器和焙烧尾气换热器相连通的管路；提升管的底部设有进气口，该进气口与旋风除尘器的出气口相连通，提升管下部设有三个进料口，分别与三级旋风预热器底部的出料口、加料器的出料口和料腿下部的出料口相连通，提升管的顶部设有的出气口与一级旋风分离器的进气口相连通；一级旋风分离器的下部与料腿的顶部相连接，一级旋风分离器的出气口与二级旋风分离器的进气口相连通；二级旋风分离器下部的出料口与料腿的进料口相连通；料腿下部有两个出料口，一个出料口与提升管下部的一个进料口相连通，另一个出料口与构成旋风冷却器的一级旋风冷却器的进气口相连通；旋风冷却器由一级旋风冷却器和二级旋风冷却器组成；其中：一级旋风冷却器的出气口与旋风除尘器的进气口相连通；二级旋风冷却器的进气口分别与一级旋风冷却器下部的出料口和净化焙烧尾气加压机的出气口相连通，二级旋风冷却器的顶部的出气口与一级旋风冷却器的进气口相连通，二级旋风冷却器的出料口与螺旋出料器的进料口相连通；旋风除尘器下部的出料口也与螺旋出料器的进料口相连通；二级旋风分离器顶部的出气口与由煤气换热器和焙烧尾气换热器构成的间接换热器进气口相连通，间接换热器出气口与湿式除尘器进气口相连通，湿式除尘器顶部的出气口与脱水器进气口相连通，脱水器顶部的出气口与净化焙烧尾气加压机的进气口相连通，净化焙烧尾气加压机的出气口分两个支管，其中一个支管与焙烧尾气换热器进气口相连通，另一个支管与间接空冷流化床下部的焙烧尾气进气口和二级旋风冷却器的进气口相连通；煤气换热器的进气口与煤气加压机的出气口相连通；间接空冷流化床上部的焙烧尾气出气口与循环流化床反应器提升管的进气口相连通；间接空冷流化床的空气进气口与鼓风机的出气口相连通；螺旋出料器的出料口与间接空冷流化床进料口相连通；上述各装置的各部位之间均通过管道相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种难选铁矿石粉磁化焙烧系统，主要由料仓，多级旋风预热器，重力除尘器，布袋除尘器，螺旋输送器，燃烧室，加料器，由提升管、一级旋风分离器、料腿和二级旋风分离器构成的循环流化床反应器，多级旋风冷却器，旋风除尘器，螺旋出料器，煤气加压机，引风机和烟囱组合而成；其特征在于：该磁化焙烧系统还包括间接空冷流化床，鼓风机，由煤气换热器、焙烧尾气换热器构成的间接换热器，湿式除尘器，脱水器和净化焙烧尾气加压机；所述多级旋风预热器由一级旋风预热器、二级旋风预热器和三级旋风预热器构成；料仓底部的出料口处设有与一级旋风预热器的进气口相连通的管道，一级旋风预热器顶部的出气口与重力除尘器的进气口相连通，一级旋风预热器底部的出料口与二级旋风预热器的进气口相连通；重力除尘器的出气口与布袋除尘器的进气口相连通，重力除尘器下部的出料口与加料器相连通；布袋除尘器的出气口与引风机的进气口相连通，引风机出气口与烟囱相连通；布袋除尘器的下部安装有螺旋输送器，螺旋输送器的出料口与加料器相连接；加料器的出料口与提升管的进料口相连通；二级旋风预热器顶部的出气口与一级旋风预热器的进气口相连通，二级旋风预热器底部的出料口与三级旋风预热器的进气口相连通；三级旋风预热器底部的出料口与提升管的进料口相连通，三级旋风预热器顶部的出气口与二级旋风预热器的进气口相连通，三级旋风预热器的进气口与燃烧室的出气口相连通；燃烧室的进气口分别有与间接空冷流化床、煤气换热器和焙烧尾气换热器相连通的管路；提升管的底部设有进气口，该进气口与旋风除尘器的出气口相连通，提升管下部设有三个进料口，分别与三级旋风预热器底部的出料口、加料器的出料口和料腿下部的出料口相连通，提升管的顶部设有的出气口与一级旋风分离器的进气口相连通；一级旋风分离器的下部与料腿的顶部相连接，一级旋风分离器的出气口与二级旋风分离器的进气口相连通；二级旋风分离器下部的出料口与料腿的进料口相连通；料腿下部有两个出料口，一个出料口与提升管下部的一个进料口相连通，另一个出料口与构成旋风冷却器的一级旋风冷却器的进气口相连通；旋风冷却器由一级旋风冷却器和二级旋风冷却器组成；其中：一级旋风冷却器的出气口与旋风除尘器的进气口相连通；二级旋风冷却器的进气口分别与一级旋风冷却器下部的出料口和净化焙烧尾气加压机的出气口相连通，二级旋风冷却器的顶部的出气口与一级旋风冷却器的进气口相连通，二级旋风冷却器的出料口与螺旋出料器的进料口相连通；旋风除尘器下部的出料口也与螺旋出料器的进料口相连通；二级旋风分离器顶部的出气口与由煤气换热器和焙烧尾气换热器构成的间接换热器进气口相连通，间接换热器出气口与湿式除尘器进气口相连通，湿式除尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，鲁逢霖，展仁礼，权芳民，雷鹏飞，张志刚，王欣，郭忆，杏仲全，靳建毅，寇明月，白江虎，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62