一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法技术

一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法，按以下步骤进行：(1)将含铁物料经脱水和悬浮还原焙烧后，生成的还原焙烧料输送到氮气冷却旋风分离器组，含铁物料为复杂难选矿；(2)还原焙烧料在氮气气氛条件下旋风分离并降温至200～300℃，冷却焙烧料进入流动密封阀；(3)向空气冷却旋风分离器组通入空气；(4)冷却焙烧料进入空气冷却旋风分离器组旋风分离，与氧气发生氧化反应，并降温至≤100℃；(5)氧化物料进行弱磁选。本发明专利技术的方法可实现物料适时风冷，精准控制人工磁铁矿在适宜的温度下接触空气转化为γ‑Fe

【技术实现步骤摘要】
一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法
本专利技术属于矿物加工
，具体涉及到一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法。
技术介绍
随着高品位铁矿石资源的日益枯竭，开采低品位难选铁矿石也越来越迫切。难选铁矿石储量丰富，但是由于铁矿品位低，矿物组成复杂，嵌布粒度细，因此传统加工方法如重选、磁选、浮选等联合选矿工艺仍无法高效地处理难选铁矿石资源；大量实验室试验、半工业及工业试验证明，磁化焙烧-弱磁选技术是处理难选铁矿石的有效技术；然而，鉴于当前磁化焙烧设备及工艺，现有技术仍存在一定程度的高能耗问题，同时，由于人工磁铁矿矫顽力较大，容易造成磁团聚现象。专利CN104593588公开一种回转窑焙烧贫铁矿的方法，提出将含铁量为40％左右的铁矿作为原料，利用回转窑焙烧回收所含的铁，该方法在一定程度上，能够实现铁资源的利用，减少了煤的用量，但仍存在处理能力低，产品质量较差，且需装配喷煤装置，工艺流程复杂。专利CN103343217提出了一种菱铁矿焙烧带式焙烧干式分选方法，该工艺流程简单，分选效果较好，可用于水资源不足的西北地区，但在焙烧矿冷却阶段，未对余热及潜热进行回收。专利CN107630139和CN108396134提出了流态化还原焙烧方法并回收余热，将焙烧炉排出的热烟气经过悬浮预热装置与物料换热后再净化排放，同时对焙烧矿的余热进行回收，确保还原好的焙烧矿不被再氧化，一定程度上实现了余热利用；但已有工业试验表明，人工磁铁矿矫顽力较大，在后续弱磁选过程中容易夹杂脉石进入精矿，降低精矿品质。研究表明，人工磁铁矿在一定条件下，转化为磁性较强的γ-Fe2O3将会降低铁矿物的矫顽力，减少磁团聚的发生，同时，在人工磁铁矿氧化为γ-Fe2O3的过程中，还将释放一部分潜热，上述专利均未回收潜热。
技术实现思路
针对现有低品位难选铁矿石处理技术存在的上述问题，本专利技术提供一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法。本专利技术的方法按以下步骤进行：1、将含铁物料经脱水和悬浮还原焙烧后，生成的还原焙烧料输送到氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内；所述的还原焙烧料的粒径-0.074mm的部分占总质量的50～90％，还原焙烧料的温度500～560℃，还原焙烧料中磁铁矿的Fe含量占还原焙烧料中总Fe的90％以上；氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内部设有接触换热器；所述的含铁物料为复杂难选矿；2、氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组的出料口与流动密封阀的进料口连通，流动密封阀的底部设有氮气入口；向流动密封阀通入氮气，氮气经过流动密封阀进入氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组，并从氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组顶部的出气口排出；还原焙烧料在氮气气氛条件下旋风分离，并降温至200～300℃，形成冷却焙烧料进入流动密封阀；3、流动密封阀的出料口与空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组的进料口连通，空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组的底部设有空气入口与空压机连通；通过空压机向空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组通入空气，空气从空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组顶部的出气口排出；空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组内部设有接触换热器；4、冷却焙烧料从流动密封阀排出后，进入空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组，在空气气氛下旋风分离，并降温至≤100℃，在此降温过程中，冷却焙烧料中的人工磁铁矿与氧气发生氧化反应，生成γ-Fe2O3；氧化反应后获得的氧化物料从空气冷却旋风分离器的出料口排出；5、将氧化物料用磁选机进行弱磁选，磁场强度1000～2000Oe，获得铁精矿。上述的步骤1中，复杂难选矿的主要物相为针铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿或黄铁矿。上述的步骤1中，复杂难选矿的铁品位TFe在25～45％，按质量百分比含SiO225～55％。上述的步骤1中，脱水是指将含铁物料磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量的50～90％，然后在悬浮状态下被加热至650～700℃脱水，再经过旋风分离后形成脱水固体物料；悬浮还原焙烧是指将脱水固体物料置于还原焙烧炉中，同时向还原焙烧炉内通入氮气和还原器，脱水固体物料在悬浮状态下降温至500～600℃，并与还原气进行还原反应，α-Fe2O3被还原生成Fe3O4，获得还原焙烧料。上述的步骤1和3中，接触换热器为管式换热器。上述的步骤4中，人工磁铁矿是指复杂难选矿中的针铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和/或黄铁矿在悬浮脱水过程中被氧化后，再经还原反应生成的磁铁矿，其主要成分为Fe3O4，还原反应的反应式为：Fe2O3+H2/CO→Fe3O4+H2O/CO2。上述的氮气冷却旋风分离器组由1～n级氮气冷却旋风分离器组成，第1级氮气冷却旋风分离器的出料口与第2级氮气冷却旋风分离器的进料口连通，第2级氮气冷却旋风分离器顶部的出气口与第1级氮气冷却旋风分离器的进料口连通，第n-1级氮气冷却旋风分离器的出料口与第n级氮气冷却旋风分离器的进料口连通，第n级氮气冷却旋风分离器顶部的出气口与第n-1级氮气冷却旋风分离器的进料口连通；第1级氮气冷却旋风分离器的出气口作为氮气冷却旋风分离器组的出气口，第n级氮气冷却旋风分离器的出料口作为氮气冷却旋风分离器组的出料口。上述的空气冷却旋风分离器组由1～n级空气冷却旋风分离器组成，第1级空气冷却旋风分离器的出料口与第2级空气冷却旋风分离器的进料口连通，第2级空气冷却旋风分离器顶部的出气口与第1级空气冷却旋风分离器的进料口连通，第n-1级空气冷却旋风分离器的出料口与第n级空气冷却旋风分离器的进料口连通，第n级空气冷却旋风分离器顶部的出气口与第n-1级空气冷却旋风分离器的进料口连通；第1级空气气冷却器的出气口作为空气冷却旋风分离器组的出气口，第n级空气冷却旋风分离器的出料口作为空气冷却旋风分离器组的出料口。上述的步骤2中，还原焙烧料在氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内的停留时间为10～30min。上述的步骤4中，冷却焙烧料在空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组内的停留时间为3～8min。上述的步骤4中，氧化反应的主要反应式为：Fe3O4+O2→γ-Fe2O3。上述的步骤5中，弱磁选采用湿式弱磁选机。上述的铁精矿的铁品位TFe≥57％。上述方法中，Fe的回收率≥84％。上述的步骤2中，氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内的接触换热器将还原物料的显热回收。上述的步骤4中，空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组内的接触换热器将冷却还原物料的显热回收，并将氧化反应放出的潜热回收。本专利技术的原理是：在还原焙烧料铁矿物主要为人工磁铁矿时，想通过常温的氮气对物料进行降温；氮气可根据实际情况，进行循环利用；从余热回收装置中回收的高品位热能将进行发电，中低品味热能通过余热回收；冷却后的物料在空气环境进行降温，冷却至100℃以下，人工磁铁矿在空气中氧化为γ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法，其特征在于按以下步骤进行：/n(1)将含铁物料经脱水和悬浮还原焙烧后，生成的还原焙烧料输送到氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内；所述的还原焙烧料的粒径-0.074mm的部分占总质量的50～90％，还原焙烧料的温度500～560℃，还原焙烧料中磁铁矿的Fe含量占还原焙烧料中总Fe的90％以上；氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内部设有接触换热器；所述的含铁物料为复杂难选矿；/n(2)氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组的出料口与流动密封阀的进料口连通，流动密封阀的底部设有氮气入口；向流动密封阀通入氮气，氮气经过流动密封阀进入氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组，并从氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组顶部的出气口排出；还原焙烧料在氮气气氛条件下旋风分离，并降温至200～300℃，形成冷却焙烧料进入流动密封阀；/n(3)流动密封阀的出料口与空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组的进料口连通，空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组的底部设有空气入口与空压机连通；通过空压机向空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组通入空气，空气从空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组顶部的出气口排出；空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组内部设有接触换热器；/n(4)冷却焙烧料从流动密封阀排出后，进入空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组，在空气气氛下旋风分离，并降温至≤100℃，在此降温过程中，冷却焙烧料中的人工磁铁矿与氧气发生氧化反应，生成γ-Fe...

【技术特征摘要】
1.一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)将含铁物料经脱水和悬浮还原焙烧后，生成的还原焙烧料输送到氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内；所述的还原焙烧料的粒径-0.074mm的部分占总质量的50～90％，还原焙烧料的温度500～560℃，还原焙烧料中磁铁矿的Fe含量占还原焙烧料中总Fe的90％以上；氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组内部设有接触换热器；所述的含铁物料为复杂难选矿；
(2)氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组的出料口与流动密封阀的进料口连通，流动密封阀的底部设有氮气入口；向流动密封阀通入氮气，氮气经过流动密封阀进入氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组，并从氮气冷却旋风分离器或氮气冷却旋风分离器组顶部的出气口排出；还原焙烧料在氮气气氛条件下旋风分离，并降温至200～300℃，形成冷却焙烧料进入流动密封阀；
(3)流动密封阀的出料口与空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组的进料口连通，空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组的底部设有空气入口与空压机连通；通过空压机向空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组通入空气，空气从空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组顶部的出气口排出；空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组内部设有接触换热器；
(4)冷却焙烧料从流动密封阀排出后，进入空气冷却旋风分离器或空气冷却旋风分离器组，在空气气氛下旋风分离，并降温至≤100℃，在此降温过程中，冷却焙烧料中的人工磁铁矿与氧气发生氧化反应，生成γ-Fe2O3；氧化反应后获得的氧化物料从空气冷却旋风分离器的出料口排出；
(5)将氧化物料用磁选机进行弱磁选，磁场强度1000～2000Oe，获得铁精矿。


2.根据权利要求1所述的一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法，其特征在于步骤(1)中，复杂难选矿的铁品位TFe在25～45％，按质量百分比含SiO225～55％。


3.根据权利要求1所述的一种含铁物料风冷精准调控强化分选同步回收潜热的方法，其特征在于步骤(1)和(3)中，接触换热器为管式换热器。
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩跃新，李艳军，张琦，袁帅，高鹏，孙永升，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21