本发明专利技术介绍了一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置及方法，其中，一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置包括钢包和电磁铁单元；所述电磁铁单元均匀环绕在钢包的外壁上；本申请通过电磁铁吸附实现熔体内磁铁矿和金属铁颗粒的富集，再结合二次渣的多次倾倒，进而实现了所有倒入渣罐的二次渣都无需破碎和磁选，仅最后一次倾倒结束后的磁铁矿和金属铁颗粒以及残留二次渣需要冷却至室温后进行破碎、磁选作业的技术效果，极大地减少了破碎和磁选工序的作业量，最终实现磁铁矿和金属铁颗粒的高效率、低能耗富集，最终实现铁元素的高效回收。素的高效回收。素的高效回收。
【技术实现步骤摘要】
一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置及方法
[0001]本专利技术涉及冶金领域，具体的涉及一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置及方法。
技术介绍
[0002]我国铁矿石“贫、细、杂、散”的品质特点使其难以满足钢铁工业的发展，进口铁矿石量自2016年突破10亿吨后一直居高不下，对外依存度也维持在80％左右，故国内冶金工作者已经着眼于寻求铁矿石的替代资源。为了实现铜渣、镍渣、钢渣等富铁冶金炉渣中铁组元的回收再利用，现有主要思路是先将渣中的含铁相还原/氧化为铁颗粒/磁铁矿颗粒，再冷却到室温后，最后经破碎、磁选后得到铁粉或磁铁矿。
[0003]中国专利CN101713008A、CN103343228A和CN106636498A分别公开了一种将熔融态镍渣、铜渣和钢渣还原的方法，还原渣冷却后经破碎、磁选即可收得铁粉。中国专利CN104988302A、CN110453064A和CN103849695A分别公开了一种将熔融态镍渣、铜渣和钢渣氧化、冷却后，经破碎、磁选收得磁铁矿的方法。在上述专利中，除中国专利CN101713008A、CN103343228A提及所用装置为电炉和渣包外，其他专利均未涉及到装置。最重要的是，以上方法和专利仅针对单批次炉渣进行处置，而未从工艺设计角度考虑各批次炉渣处理之间的衔接性和连续性，故每批次炉渣处理完毕后，都需要将其冷却至室温，再通过破碎
‑
磁选后实现铁组元的回收。
[0004]上述专利提供的技术方案均存在磁铁矿和金属铁颗粒的回收再利用效率低、周期长以及破碎量与磁选量大，能耗高的技术问题。因为每批次炉渣中的磁铁矿和金属铁、二次渣都需要先单独冷却到室温，再进行破碎、磁选，分离出二次渣后得到磁铁矿/铁粉；各批次的磁铁矿和金属铁之间互不关联，特别是将磁选得到的磁铁矿和金属铁重新用于钢铁冶炼时，磁铁矿和金属铁又需要耗费能源进行二次加热，进一步凸显了磁铁矿和金属铁再利用效率低和工序衔接性不强的缺点；此外，冷却至室温的磁铁矿和金属铁以及二次渣全部进入破碎
‑
磁选工序，庞大的物料破碎量和磁选量既增加了工序负荷和能耗，又降低了磁选效率。因此设计一种熔渣中铁组元富集的装置和方法，以实现磁铁矿和金属铁颗粒的高效率、低能耗富集且便于后续再利用就显得尤为重要。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，以求实现磁铁矿和金属铁颗粒的高效率、低能耗富集，进而实现铁元素的高效回收和低能耗冶炼。
[0006]为达到上述效果，本专利技术设计了一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置及方法。
[0007]一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒富集装置，其包括钢包和电磁铁单元；
[0008]所述电磁铁单元均匀环绕在钢包的外壁上；
[0009]所述钢包的底部设置有包体小勾；
[0010]所述钢包上部外壁两侧对应设置有耳轴。
[0011]优选地，所述电磁铁单元包括第一电磁铁单元以及其他电磁铁单元；
[0012]所述第一电磁铁单元以及其他电磁铁单元的底部与钢包的内底平齐；
[0013]所述其他电磁铁单元的数量为多个；
[0014]所述第一电磁铁单元以及其他电磁铁单元均匀环绕在钢包的外壁上；
[0015]所述第一电磁铁单元位于钢包的包口正下方；
[0016]所述第一电磁铁单元的轴线与耳轴的轴线互相垂直；
[0017]所述第一电磁铁单元与包体小勾的轴线共面。
[0018]优选地，所述其他电磁铁单元数量为两个，具体包括第二电磁铁单元和第三电磁铁单元；
[0019]所述第二电磁铁单元和第三电磁铁单元关于包体小勾对称；
[0020]所述电磁铁单元之间的轴线夹角θ均为120
°
；
[0021]电磁铁单元的弧度均为π/3；
[0022]电磁铁单元的高度不超过钢包包体高度的1/2。
[0023]优选地，所述电磁铁单元采用直接焊接或者机械式外挂的方式固定在钢包包壁上。
[0024]优选地，所述电磁铁单元使用的电流为直流电，所述电流随钢包容量增加而增大，所述电磁铁单元的通电持续率TD<20％。
[0025]基于一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集装置的使用方法，包括以下步骤：
[0026]步骤S1、将钢包在特定时间内盛入熔渣，进行氧化或还原处理；
[0027]步骤S2、待氧化或还原处理结束后，将电磁铁单元通电，并静置钢包一定时间；
[0028]步骤S3、静置结束后，先用天车主钩吊起耳轴，接着将钢包平稳吊运至渣罐处；再用天车副钩以特定的速度提升包体小勾，逐渐将钢包内的二次渣倒入渣罐；
[0029]步骤S4、待钢包倾斜至一定角度后，以指定的速度逐渐松开天车副钩，回正钢包并使其复位；
[0030]步骤S5、断开电磁铁单元的电流；
[0031]步骤S6、重新向钢包内盛入熔渣；
[0032]步骤S7、重复以上步骤，直至钢包内的二次渣倒出量小于钢包容量的1/3为止。
[0033]优选地，所述步骤S2中，所述钢包静置时间为10～20分钟。
[0034]优选地，所述步骤S3中，若用单个渣罐承接二次渣，则渣罐容量至少为钢包容量的80％，若用两个渣罐承接二次渣，则渣罐容量至少为钢包容量的50％。
[0035]优选地，所述步骤S3中，二次渣倾倒过程中，天车副钩提升包体小勾的平均速度为20
°±5°
每分钟，提升速度随钢包容量的增加而减小；倾倒过程中钢包的最小倾角为10
°
，倾倒次数每增加1次则倾角增加10
°±2°
。
[0036]优选地，所述步骤S4中，若钢包的倾角达到预定角度后，其内仍有少量二次渣尚未倾倒完，则该部分二次渣随磁铁矿和金属铁颗粒直接进入下一个循环。
[0037]本申请的优点和效果如下：
[0038]1、本申请通过电磁铁的磁力将熔渣中的磁铁矿和金属铁颗粒吸附在钢包内壁上，再结合二次渣倒渣操作，实现各批次熔渣中磁铁矿和金属铁颗粒的在线富集，富集的磁铁
矿和金属铁可以直接进入钢铁冶炼流程，既充分利用其本身携带的高温显热，又省去冷却、破碎
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磁选工序环节及其再加热的能耗，故可提高铁组元的富集和回收效率，缩短作业周期，显著降低能耗。
[0039]2、本申请提高了熔渣中磁铁矿和金属铁颗粒的富集度，使其与二次渣最大程度地分离，在需要进行常规的冷态物料破碎
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磁选时，有利于提高磁铁矿和金属铁颗粒的解离度，减少磁铁矿和金属铁颗粒中裹挟的脉石量，故可提高收得的磁铁矿和金属铁的全铁品位。
[0040]3、本申请可通过磁力实现熔体内磁铁矿和金属铁颗粒的在线富集，再结合二次渣的多次倾倒，在需要进行常规的冷态物料破碎
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磁选时，所有倒入渣罐的二次渣都无需破碎和磁选，仅剩钢包最后一次倾倒结束后的残留二次渣与富集的磁铁矿和金属铁颗粒进入破碎
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置，其特征在于，其包括钢包(1)和电磁铁单元；所述电磁铁单元均匀环绕在钢包(1)的外壁上；所述钢包(1)的底部设置有包体小勾(4)；所述钢包(1)上部外壁两侧对应设置有耳轴(3)。2.根据权利要求1所述的一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置，其特征在于，所述电磁铁单元包括第一电磁铁单元(2)以及其他电磁铁单元；所述第一电磁铁单元(2)以及其他电磁铁单元的底部与钢包(1)的内底平齐；所述其他电磁铁单元的数量为多个；所述第一电磁铁单元(2)以及其他电磁铁单元均匀环绕在钢包(1)的外壁上；所述第一电磁铁单元(2)位于钢包(1)的包口正下方；所述第一电磁铁单元(2)的轴线与耳轴(3)的轴线互相垂直；所述第一电磁铁单元(2)与包体小勾(4)的轴线共面。3.根据权利要求2所述的一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置，其特征在于，所述其他电磁铁单元数量为两个，具体包括第二电磁铁单元(5)和第三电磁铁单元(6)；所述第二电磁铁单元(5)和第三电磁铁单元(6)关于包体小勾(4)对称。4.根据权利要求1或2任一项所述的一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置，其特征在于，所述电磁铁单元采用直接焊接或者机械式外挂的方式固定在钢包(1)包壁上；所述电磁铁单元之间的轴线夹角θ均为120
°
；所述电磁铁单元的弧度均为π/3；所述电磁铁单元的高度不超过钢包(1)包体高度的1/2。5.根据权利要求1或2任一项所述的一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置，其特征在于，所述电磁铁单元使用的电流为直流电，所述电流随钢包(1)容量增加而增大，所述电磁铁单元的通电持续率TD<20％。6.根据权利要求1～5任一项所述的一种熔体中磁铁矿和金属铁颗粒在线富集的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将钢包(1)在特定时间内盛入熔渣(11)，进行氧化或还原处...
【专利技术属性】
技术研发人员：马泳波，李强，李海雄，张凯煜，孙立鹏，匙占库，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：
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