一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统及方法技术方案

一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统及方法，系统包括给料单元、预热单元、焙烧单元、第一冷却单元、第二冷却单元、后处理单元及水冷单元，通过系统实现的高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化方法，可完成高碳酸盐铁矿石无还原剂的绿色矿相转化焙烧生产，实现菱铁矿充分利用，大幅度提高能源利用率和铁矿资源利用率，同时实现铁矿物的高效与低能耗回收。本发明专利技术通过第一气体循环，可保证焙烧过程中的中性气氛，中性气氛中的CO2可有效减少过还原，以促进磁铁矿的生成。本发明专利技术通过第二气体循环，在保证余热可回收的基础上，通过调节空冷时的物料温度，实现新生磁铁矿的适度氧化，用以生成矫顽力较低的强磁性矿物γ

【技术实现步骤摘要】
一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统及方法


[0001]本专利技术属于铁矿石流态化焙烧
，特别是涉及一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统及方法。

技术介绍

[0002]我国菱铁矿资源丰富，已探明菱铁矿资源储量高达18亿吨，而含菱铁矿的混合铁矿储量更是巨大。由于菱铁矿存在理论品位低，磨矿易泥化等问题，导致含菱铁矿铁矿石的大规模工业利用仍存在许多问题。
[0003]当前，磁化焙烧是实现复杂难选铁矿石最有效的手段之一，但是焙烧过程中要添加大量煤炭等化石燃料作为还原剂，而传统工艺的实施面临着巨大的环保压力。
[0004]研究表明，菱铁矿热解可生成磁铁矿和CO，可作为铁矿石焙烧的天然还原剂。因此，针对菱铁矿这一性质，研发新技术与新装备，对实现高碳酸盐铁矿石的低碳高效利用具有重要意义。传统的铁矿石磁化焙烧技术有竖炉焙烧、沸腾炉焙烧和回转窑焙烧技术，同时铁矿石流态化焙烧技术因具有传质传热特性，当下也成为了研究热点。
[0005]然而，传统的铁矿石磁化焙烧技术(竖炉、沸腾炉和回转窑)存在焙烧效率低、反应速率慢和能耗高等问题，虽然采用低质煤、干熄焦废气和煤气等方法可以提高能源利用率，通过尾气预热可实现部分热量回收，但仍存在加热氧化与还原同步，导致还原剂耗量大，存在产品质量差的问题。
[0006]此外，当以菱铁矿为主的复合型铁矿石焙烧时，由于菱铁矿热解可生成磁铁矿和CO，极易导致部分铁矿物过还原，生成弱磁性的FeO，从而影响磁选指标，且尾气中存有高浓度CO，会造成能源浪费和环境污染。
[0007]在现有的流态化焙烧系统中，虽然实现了预热氧化与还原异腔，能够具有较高的传质传热效率和产品均一性，且已成为处理含碳酸盐铁矿石的最高效方法之一，但是菱铁矿在高温预氧化(预热)阶段已转化为了Fe2O3，已然浪费了菱铁矿这一天然还原剂。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统及方法，可以完成高碳酸盐铁矿石无还原剂的绿色矿相转化焙烧生产，实现菱铁矿的充分利用，大幅度提高了能源利用率和铁矿资源的利用率，同时实现铁矿物的高效与低能耗回收。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，包括给料单元、预热单元、焙烧单元、第一冷却单元、第二冷却单元、后处理单元及水冷单元；所述给料单元的出料作为预热单元的进料；所述预热单元的出料作为焙烧单元的进料；所述焙烧单元的出料作为第一冷却单元的进料；所述第一冷却单元的出料作为第二冷却单元的进料；所述第二冷却单元的出料作为后处理单元的进料；所述水冷单元接入第一冷却单元和第二冷却单元。
[0010]所述给料单元包括给料仓和螺旋给料器；所述给料仓用于存储铁矿石原矿，给料仓的出料口与螺旋给料器的进料口相连，螺旋给料器的出料口接入预热单元。
[0011]所述预热单元包括预热流化床、第一旋风分离器、第一锁气阀、第一布袋除尘器、第一灰斗及第一罗茨风机；所述预热流化床的进料口与螺旋给料器的出料口相连，预热流化床的顶部出气口与第一旋风分离器的进气口相连，第一旋风分离器的底部沉砂口与预热流化床的顶部沉砂口相连，预热流化床的出料口通过第一锁气阀接入焙烧单元；所述第一旋风分离器的顶部出气口与第一布袋除尘器的进气口相连，第一布袋除尘器的出气口与第一罗茨风机的进气口相连，第一罗茨风机的出气口接入烟囱，在第一罗茨风机的出气口与烟囱之间的管道上设有第一电动闸板阀；所述第一布袋除尘器的底部除灰口与第一灰斗相连；在所述预热流化床和第一锁气阀的外部均设有保温装置，在预热流化床和第一锁气阀的内部设有温度传感器和压力传感器。
[0012]所述焙烧单元包括还原焙烧流化床、第二旋风分离器、第二锁气阀、第二布袋除尘器、第二灰斗、第二罗茨风机、热风炉、第三罗茨风机及第二电动闸板阀；所述还原焙烧流化床的进料口通过第一锁气阀与预热流化床的出料口相连，还原焙烧流化床的顶部出气口与第二旋风分离器的进气口相连，第二旋风分离器的底部沉砂口与还原焙烧流化床的顶部沉砂口相连，还原焙烧流化床的出料口通过第二锁气阀接入第一冷却单元；所述第二旋风分离器的顶部出气口与第二布袋除尘器的进气口相连，第二旋风分离器的出气口与第二罗茨风机的进气口相连，第二罗茨风机的出气口与热风炉的回气口相连；所述第三罗茨风机的进气口通入空气；所述第二电动闸板阀的进气口通入天然气；所述第三罗茨风机的出气口与第二电动闸板阀的出气口汇接入热风炉的进气口，热风炉的出气口与还原焙烧流化床的底部进气口相连；在所述还原焙烧流化床的外部设有保温装置和电加热装置，在还原焙烧流化床的内部设有温度传感器和压力传感器。
[0013]所述第一冷却单元包括第一冷却流化床、第三旋风分离器、第三锁气阀、第三布袋除尘器、第三灰斗及第四罗茨风机；所述第一冷却流化床的进料口通过第二锁气阀与还原焙烧流化床的出料口相连，第一冷却流化床的顶部出气口与第三旋风分离器的进气口相连，第三旋风分离器的底部沉砂口与第一冷却流化床的顶部沉砂口相连，第一冷却流化床的出料口通过第三锁气阀接入第二冷却单元；所述第三旋风分离器的顶部出气口与第三布袋除尘器的进气口相连，第三旋风分离器的出气口与第四罗茨风机的进气口相连，第四罗茨风机的出气口与预热流化床的底部进气口相连；所述第三布袋除尘器的底部除灰口与第三灰斗相连；所述第一冷却流化床的底部进气口与第一罗茨风机的出气口相连；所述第一冷却流化床内部设有温度传感器和压力传感器。
[0014]所述第二冷却单元包括第二冷却流化床、第四旋风分离器、第四锁气阀、第四布袋除尘器、第四灰斗、第五罗茨风机及第六罗茨风机；所述第二冷却流化床的进料口通过第三锁气阀与第一冷却流化床的出料口相连，第二冷却流化床的顶部出气口与第四旋风分离器的进气口相连，第四旋风分离器的底部沉砂口与第二冷却流化床的顶部沉砂口相连，第二冷却流化床的出料口通过第四锁气阀接入后处理单元；所述第四旋风分离器的顶部出气口与第四布袋除尘器的进气口相连，第四旋风分离器的出气口与第五罗茨风机的进气口相连，第五罗茨风机的出气口分两路输出，一路接入烟囱，另一路通过第三电动闸板阀与热风炉的回气口相连；所述第四布袋除尘器的底部除灰口与第四灰斗相连；所述第六罗茨风机
的出气口与第二冷却流化床的底部进气口相连，第六罗茨风机的进气口通入空气；所述第二冷却流化床内部设有温度传感器和压力传感器。
[0015]所述后处理单元包括搅拌槽、砂浆泵、球磨机、磁选机、精矿槽及尾矿槽；所述搅拌槽的进料口通过第四锁气阀与第二冷却流化床的出料口相连，搅拌槽的出料口与砂浆泵的进料口相连，砂浆泵的出料口与球磨机的进料口相连，球磨机的出料口与磁选机的进料口相连，磁选机的精矿出料口与精矿槽的进料口相连，磁选机的尾矿出料口与尾矿槽的进料口相连。
[0016]所述水冷单元包括水泵、第一冷却水套、第二冷却水套及第三冷却水套；所述水泵的进水口通入冷却水上水；所述水泵的出水口分三路输出，第一路与第一冷却水套的进水口相连，第二路与第二冷却水套的进水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：包括给料单元、预热单元、焙烧单元、第一冷却单元、第二冷却单元、后处理单元及水冷单元；所述给料单元的出料作为预热单元的进料；所述预热单元的出料作为焙烧单元的进料；所述焙烧单元的出料作为第一冷却单元的进料；所述第一冷却单元的出料作为第二冷却单元的进料；所述第二冷却单元的出料作为后处理单元的进料；所述水冷单元接入第一冷却单元和第二冷却单元。2.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述给料单元包括给料仓和螺旋给料器；所述给料仓用于存储铁矿石原矿，给料仓的出料口与螺旋给料器的进料口相连，螺旋给料器的出料口接入预热单元。3.根据权利要求2所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述预热单元包括预热流化床、第一旋风分离器、第一锁气阀、第一布袋除尘器、第一灰斗及第一罗茨风机；所述预热流化床的进料口与螺旋给料器的出料口相连，预热流化床的顶部出气口与第一旋风分离器的进气口相连，第一旋风分离器的底部沉砂口与预热流化床的顶部沉砂口相连，预热流化床的出料口通过第一锁气阀接入焙烧单元；所述第一旋风分离器的顶部出气口与第一布袋除尘器的进气口相连，第一布袋除尘器的出气口与第一罗茨风机的进气口相连，第一罗茨风机的出气口接入烟囱，在第一罗茨风机的出气口与烟囱之间的管道上设有第一电动闸板阀；所述第一布袋除尘器的底部除灰口与第一灰斗相连；在所述预热流化床和第一锁气阀的外部均设有保温装置，在预热流化床和第一锁气阀的内部设有温度传感器和压力传感器。4.根据权利要求4所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述焙烧单元包括还原焙烧流化床、第二旋风分离器、第二锁气阀、第二布袋除尘器、第二灰斗、第二罗茨风机、热风炉、第三罗茨风机及第二电动闸板阀；所述还原焙烧流化床的进料口通过第一锁气阀与预热流化床的出料口相连，还原焙烧流化床的顶部出气口与第二旋风分离器的进气口相连，第二旋风分离器的底部沉砂口与还原焙烧流化床的顶部沉砂口相连，还原焙烧流化床的出料口通过第二锁气阀接入第一冷却单元；所述第二旋风分离器的顶部出气口与第二布袋除尘器的进气口相连，第二旋风分离器的出气口与第二罗茨风机的进气口相连，第二罗茨风机的出气口与热风炉的回气口相连；所述第三罗茨风机的进气口通入空气；所述第二电动闸板阀的进气口通入天然气；所述第三罗茨风机的出气口与第二电动闸板阀的出气口汇接入热风炉的进气口，热风炉的出气口与还原焙烧流化床的底部进气口相连；在所述还原焙烧流化床的外部设有保温装置和电加热装置，在还原焙烧流化床的内部设有温度传感器和压力传感器。5.根据权利要求4所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述第一冷却单元包括第一冷却流化床、第三旋风分离器、第三锁气阀、第三布袋除尘器、第三灰斗及第四罗茨风机；所述第一冷却流化床的进料口通过第二锁气阀与还原焙烧流化床的出料口相连，第一冷却流化床的顶部出气口与第三旋风分离器的进气口相连，第三旋风分离器的底部沉砂口与第一冷却流化床的顶部沉砂口相连，第一冷却流化床的出料口通过第三锁气阀接入第二冷却单元；所述第三旋风分离器的顶部出气口与第三布袋除尘器的进气口相连，第三旋风分离器的出气口与第四罗茨风机的进气口相连，第四罗茨风机的出气口与预热流化床的底部进气口相连；所述第三布袋除尘器的底部除灰口与第三灰斗相连；所述第一冷却流化床的底部进气口与第一罗茨风机的出气口相连；所述第一冷却流化床内
部设有温度传感器和压力传感器。6.根据权利要求5所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述第二冷却单元包括第二冷却流化床、第四旋风分离器、第四锁气阀、第四布袋除尘器、第四灰斗、第五罗茨风机及第六罗茨风机；所述第二冷却流化床的进料口通过第三锁气阀与第一冷却流化床的出料口相连，第二冷却流化床的顶部出气口与第四旋风分离器的进气口相连，第四旋风分离器的底部沉砂口与第二冷却流化床的顶部沉砂口相连，第二冷却流化床的出料口通过第四锁气阀接入后处理单元；所述第四旋风分离器的顶部出气口与第四布袋除尘器的进气口相连，第四旋风分离器的出气口与第五罗茨风机的进气口相连，第五罗茨风机的出气口分两路输出，一路接入烟囱，另一路通过第三电动闸板阀与热风炉的回气口相连；所述第四布袋除尘器的底部除灰口与第四灰斗相连；所述第六罗茨风机的出气口与第二冷却流化床的底部进气口相连，第六罗茨风机的进气口通入空气；所述第二冷却流化床内部设有温度传感器和压力传感器。7.根据权利要求6所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述后处理单元包括搅拌槽、砂浆泵、球磨机、磁选机、精矿槽及尾矿槽；所述搅拌槽的进料口通过第四锁气阀与第二冷却流化床的出料口相连，搅拌槽的出料口与砂浆泵的进料口相连，砂浆泵的出料口与球磨机的进料口相连，球磨机的出料口与磁选机的进料口相连，磁选机的精矿出料口与精矿槽的进料口相连，磁选机的尾矿出料口与尾矿槽的进料口相连。8.根据权利要求7所述的一种高碳酸盐铁矿石绿色矿相转化焙烧系统，其特征在于：所述水冷单元包括水泵、第一冷却水套...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永升，白哲，韩跃新，李艳军，高鹏，袁帅，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：