一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺制造技术

本发明专利技术涉及冶金和矿物加工工程矿相转化悬浮磁化焙烧技术领域，为一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺。包括悬浮焙烧燃烧室、还原流化床、旋风收尘器、料封阀、喷淋水器、空气烟气管道、旋风冷却器Ⅰ、旋风冷却器Ⅱ和旋风冷却器Ⅲ等。本发明专利技术通过在空气烟气管道上使用喷淋水器对高温还原铁矿焙砂进行水雾强制冷却降温，快速降低了焙砂的“过氧化”温度，抑制了弱磁性赤铁矿(α

【技术实现步骤摘要】
一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺


[0001]本专利技术涉及冶金和矿物加工工程矿相转化悬浮磁化焙烧
，具体为一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺。

技术介绍

[0002]我国拥有丰富的复杂难选氧化铁矿石资源，其矿物组成复杂、磁性弱、嵌布粒度细，常规选矿很难获得理想的分选指标。此类矿石经过流态化磁化焙烧预处理后，再进行磁选、反浮选等工艺，能够获得较好的分选指标。
[0003]近年来，随着悬浮磁化焙烧技术的发展，将铁矿石制成粉体，采用流态化焙烧的方法开始获得工业应用。虽然流态化磁化焙烧技术具有能耗低、处理量大、占地面积小、余热利用率高等特点，但工程化实践应用中还存在一些难点问题有待解决。例如，为了实现矿石中有用矿物矿相转化(弱磁性矿物转化为强磁性矿物)，高温粉状铁矿的还原温度通常要达到500℃以上，但还原后的高温焙砂物料(人工焙烧磁铁矿、主要为Fe3O4)的冷却处理工艺还不够成熟完善，有待进一步优化改进。
[0004]为了节能实现余热回收利用，目前工业应用的高温粉体铁矿还原焙砂主要有两种冷却工艺，以回收相变反应潜热和焙烧矿携带的显热。分别是高温保护冷却工艺和空气直接冷却工艺。高温保护冷却工艺基本解决了粉状高温还原焙砂物料氧化的问题，余热也得到较好的回收利用，但该高温保护冷却装置(含余热回收系统)因结构单元过于复杂且需通入大量惰性保护气体或还原性保护气体或两者的混合气体，致使加工制造、建设投入、检修维护和生产运营成本高，该工艺虽然技术上可行，但经济上不合理；而空气直接冷却工艺虽然工艺及装备结构简单，投入、维护运营成本低，余热也可实现高效回收利用，但是存在高温还原铁矿焙砂在与空气直接接触后发生“过氧化”反应生成弱磁性赤铁矿(α
‑
Fe2O3)从而影响焙砂回收率、影响工艺指标的问题。
[0005]试验研究结果表明，高温粉体铁矿还原焙砂接触空气，不同的温度点其氧化速率不同，氧化反应生成的产物也不同。高温时氧化速率快、“过氧化”显著；低温时氧化速率慢、“微氧化”显著。氧化温度高于350℃，“过氧化”显著，氧化偏向于生成弱磁性的赤铁矿(α
‑
Fe2O3)，温度越高、氧化速率越快，在物料粒度组成偏细时尤为明显；氧化温度小于350℃，“微氧化”显著，氧化偏向于生成强磁性的磁赤铁矿(γ
‑
Fe2O3)；当氧化温度小于150℃时，氧化速率大幅降低，几乎不氧化，焙砂大多以强磁性的人工焙烧磁铁矿(Fe3O4)形式存在。
[0006]综上所述，本专利技术通过设计一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺方案来解决上述中存在的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺，包括悬浮焙烧燃烧室、还原流化床、旋风收尘器、料封阀、还原焙砂下料管道、喷淋水器、空气烟气管道、旋风冷却器Ⅰ、旋风冷却器Ⅱ和旋风冷却器Ⅲ，其步骤具体如下：
[0010]来自焙烧的高温粉状铁矿通过还原流化床上的进料口喂入还原流化床，在底部还原流化气作用下对高温粉状铁矿进行矿相转化处理(矿相转化的基本条件是还原温度要达到500℃以上)，从而得到温度约为500℃
‑
650℃的粉状铁矿还原焙砂和气尘，其中粉状铁矿还原焙砂通过料封阀进入空气烟气管道内部，在负压空气流的作用下，输送至旋风冷却器Ⅰ中，针对高温焙砂铁矿物接触空气后易“过氧化”为赤铁矿(α
‑
Fe2O3)的问题，提出了在空气烟气管道与高温焙砂接触处增设喷淋水器辅助冷却工艺，以对高温还原焙砂进行辅助强制快速冷却降温，为后续低温“微氧化”创造条件。
[0011]作为本专利技术优选的方案，所述悬浮焙烧燃烧室通过管道与旋风冷却器Ⅰ的出气口联通，以实现预热空气助燃功能。所述旋风冷却器Ⅰ的下料通过Y型管道连通旋风冷却器Ⅱ的进口和旋风冷却器Ⅲ的出气口，所述旋风冷却器Ⅲ的进口通过Y型管道连通旋风冷却器Ⅱ的下料管，其中Y型管道的另一端口连通外部大气，即为冷空气进气端。
[0012]作为本专利技术优选的方案，所述旋风冷却器Ⅱ的出气端通过空气烟气管道连通在旋风冷却器Ⅰ的进口上，所述空气烟气管道与封料阀出料端的还原焙砂下料管道连通，封料阀的进料端与还原流化床出料端下料溜子连接。
[0013]作为本专利技术优选的方案，所述喷淋水器安装在还原流化床封料阀下料管出口与旋风冷却器Ⅰ进口管道之间，具体位置安装于还原焙砂下料管道的出料口与上升的空气烟气管道交汇处上方4米距离内。
[0014]作为本专利技术优选的方案，所述喷淋水器为双流体喷枪，主要由压缩空气管路和水路组合构成，喷枪的喷咀置于上升的空气烟气管道内部，使用时通过调整压缩空气阀门以形成水雾。
[0015]作为本专利技术优选的方案，所述喷淋水器通过压缩空气助推打散水形成水雾进行辅助强制冷却，快速使高温焙砂温降下降约200℃
‑
300℃，使得焙砂温度小于“过氧化温度”，从而达到冷却抑制“过氧化”。
[0016]作为本专利技术优选的方案，所述喷淋水器喷淋处理后的粉状铁矿焙砂依次经过旋风冷却器Ⅰ、旋风冷却器Ⅱ，并且最终通过旋风冷却器Ⅲ排出去造浆。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1、本专利技术中，通过采用喷淋水器对高温粉状铁矿还原焙砂进行辅助强制冷却，即高温还原焙砂物料在空气烟气管道经过喷淋水雾后，快速实现了降温，“过氧化”得到有效控制。实践应用结果表明，喷淋后焙砂磁选管指标明显优于喷淋前，效果明显，喷淋强制冷却非常有利于提高铁回收率，有效的解决了高温粉状铁矿还原焙砂在空气冷却过程中易发生“过氧化”生成弱磁性铁矿物(α
‑
Fe2O3)的问题，从而此方法可广泛应用于高温粉体铁矿、铁锰矿等类似的经过还原焙烧后易发生氧化反应的矿产资源，提高了此类资源开发利用的经济价值。
附图说明
[0019]图1为本专利技术高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却流程结构示意图。
[0020]图中：1、悬浮焙烧燃烧室；2、还原流化床；3、旋风收尘器；4、料封阀；5、还原焙砂下料管道；6、喷淋水器；7、空气烟气管道；8、旋风冷却器Ⅰ；9、旋风冷却器Ⅱ；10、旋风冷却器Ⅲ。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述,给出了本专利技术的若干实施例,但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0023]需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺，包括悬浮焙烧燃烧室、还原流化床、旋风收尘器、料封阀、还原焙砂下料管道、喷淋水器、空气烟气管道、旋风冷却器Ⅰ、旋风冷却器Ⅱ和旋风冷却器Ⅲ等，其步骤具体如下：来自悬浮焙烧的高温粉状铁矿通过还原流化床上的进料口喂入还原流化床，在底部还原流化气作用下对高温粉状铁矿进行矿相转化处理(矿相转化的基本条件是还原温度要达到500℃以上)，从而得到温度约为500℃
‑
650℃的粉状铁矿还原焙砂和气尘，其中气尘通过旋风收尘器气固分离后，尘返回还原流化床，烟气在负压作用下至悬浮焙烧燃烧室。粉状铁矿还原焙砂通过料封阀经过下料管进入空气烟气管道内部，在负压空气流的作用下，输送至旋风冷却器Ⅰ中，为了防止高温还原焙砂与空气接触后“过氧化”生成赤铁矿(α
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Fe2O3)，在空气烟气管道段增设喷淋水器对高温还原焙砂进行水雾辅助强制冷却降温。2.根据权利要求1所述的一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺，其特征在于：所述悬浮焙烧燃烧室通过管道与旋风冷却器Ⅰ的出气口联通，所述旋风冷却器Ⅰ的下料通过Y型管道连通旋风冷却器Ⅱ的进口和旋风冷却器Ⅲ的出气口，所述旋风冷却器Ⅲ的进口通过Y型管道连通旋风冷却器Ⅱ的下料管，其中Y型管道的另一端口连通外部大气，即为冷空气进气端。3.根据权利要求1所述的一种高温粉状铁矿还原焙砂辅助冷却工艺，其特征在于：所述旋风冷却器Ⅱ的出气端...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜佩明，唐晓玲，叶传勇，
申请(专利权)人：上海逢石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：