【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿物加工及冶金，特别涉及一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法。
技术介绍
1、我国有大量的低品位微细粒赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等弱磁性难选铁矿石，采用常规的磁选、重选、浮选或者联合选矿方法获得的铁精矿品位及回收率均比较低。磁化焙烧是处理该类弱磁性难选铁矿石的有效方法，磁化焙烧工艺可分为竖炉焙烧、回转窑焙烧和流态化焙烧。竖炉焙烧只能处理15～75mm的“块矿”，无法处理粒度小于15mm的“粉矿”，由于处理矿石粒度大，存在内外还原不均匀、铁回收率低和生产成本高等问题；回转窑焙烧一般处理粒度小于30mm的铁矿石，焙烧产品质量较竖炉有所提高，但同样存在焙烧能耗高的问题，同时回转窑工作过程中容易“结圈”，严重影响焙烧效率；流态化焙烧具有传热传质效率高、焙烧产品质量均一、焙烧能耗低等突出优点，成为了难选铁矿石磁化焙烧的主流工艺，但对于气源短缺地区却难以实施。
2、专利cn108531717a公开了一种基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，主要包括以下步骤：(1)将破碎后的难选红铁矿原矿筛分分级，分为粉矿物料和块矿物料；(2)将粉矿物料进行干式制粉，得到细粒粉矿物料，将细粒粉矿物料进行闪速磁化焙烧，得到粉矿焙烧矿；将块矿物料采用竖炉或者回转窑进行磁化焙烧，得到块矿焙烧矿；(3)将块矿焙烧矿进行预选抛尾，得到块矿抛尾粗精矿，抛尾尾矿则直接抛废；(4)将块矿抛尾粗精矿进行一段磨矿分级作业，得到一段分级溢流产品；将一段分级溢流产品与粉矿焙烧矿合并进入选别流程，得到最终铁精矿产品，尾矿则直接抛废。该专利技术将块
技术实现思路
1、针对传统弱磁性铁矿石竖炉或回转窑焙烧工艺生产成本高、焙烧矿质量差，以及流态化焙烧对还原气依赖程度高等问题，本专利技术提供一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，通过多级流态化预热、氧化加热，将矿石中的不同弱磁性铁矿物如褐铁矿、菱铁矿等转变为赤铁矿，以保证矿石性质的均一性；氧化后矿石在煤粉与空气的作用下，利用煤粉的不完全燃烧放热及气化产生还原性气体进一步加热矿石，并将矿石中的赤铁矿还原为磁铁矿，实现弱磁性铁矿石流态化煤基自热气化还原并得到还原物料；还原物料通过磨矿、磁选等处理获得高品位铁精矿，实现复杂难选弱磁性铁矿石的高效利用。
2、本专利技术提供的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，具体包括以下步骤：
3、(1)将弱磁性复杂难选铁矿石破碎至粒度≤1.0mm，形成粉状铁矿石置于料仓内；
4、(2)启动螺旋给料机，将粉状铁矿石给入多级旋风预热干燥系统，在350～550℃的温度下进行预热，随后进入流态化焙烧主炉加热系统继续加热氧化分解，形成预氧化物料；
5、(3)预氧化物料经第一旋风分离筒气固分离后，得到的高温固体物料进入流态化煤基自热气化还原反应器，高温烟气则返回预热干燥系统，继续对粉状铁矿石进行预热干燥；
6、(4)在流态化煤基自热气化还原反应器的气体入口和煤粉入口分别通入空气和煤粉，在750～900℃的温度下，煤粉与空气不完全燃烧放热、气化产生还原性气体，对高温固体物料进行流态化加热和还原，形成的还原物料随气流从还原反应器的出料口流出；
7、(5)从流态化煤基自热气化还原反应器出料口流出的还原物料进入第二旋风分离筒，经气固分离后的二次固体物料进入水淬冷却系统形成矿浆，高温废气则返回流态化焙烧主炉燃烧供热；
8、(6)细磨后的矿浆经第一筒式磁选机分选后获得预选精矿和预选尾矿，预选精矿经湿式研磨后经第二筒式磁选机粗选和电磁精选机精选后获得铁精矿和细砂尾矿。
9、其中：
10、所述步骤(1)中，弱磁性复杂难选铁矿石的tfe品位25～45％，按重量百分比含sio225～50％，al2o3 0.5～6.0％，粉状铁矿石粒度小于0.074mm的部分占总质量的30～35％，按质量百分比含水≤5％。
11、所述步骤(2)中，粉状铁矿石进入多级旋风预热系统的气体体积流量与粉状铁矿石的质量流量的比例为3.0～5.0nm3/kg。
12、所述步骤(2)中，流态化焙烧主炉加热系统的温度为800～1000℃，流态化焙烧主炉所用的燃料为烟煤、褐煤或无烟煤，粒度≤2.0mm。
13、所述步骤(2)中，预热干燥过程中粉状铁矿石吸附水脱除反应和氧化加热过程中发生的主要反应式为：
14、h2o(l)＝h2o(g) (1)
15、2feo(oh)＝fe2o3+h2o (2)
16、4feco3+o2＝2fe2o3+4co2 (3)。
17、所述步骤(3)中，高温烟气的温度与步骤(2)中预热温度一致。
18、所述步骤(4)中，高温固体物料及煤粉在还原反应器中处于剧烈流化运动状态，高温固体物料在还原反应器内的停留时间为10～30min；进入还原反应器的煤粉质量占高温固体物料的质量百分比为10～20％；进入还原反应器的空气流量与固体物料的质量流量比例为0.05～0.10nm3/kg。
19、所述步骤(4)中，煤粉气化产生还原性气体和还原高温固体物料的主要反应式为：
20、c+o2＝co2 (4)
21、co2+c＝2co (5)
22、3fe2o3+co＝2fe3o4+co2 (6)。
23、所述步骤(5)中，随同还原物料进入第二旋风分离筒的高温废气经气固分离后，进入燃烧器的烧嘴处，未反应的还原气体作为燃料燃烧。
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【技术保护点】
1.一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(1)中，弱磁性复杂难选铁矿石的TFe品位25～45％，按重量百分比含SiO225～50％，Al2O3 0.5～6.0％，粉状铁矿石粒度小于0.074mm的部分占总质量的30～35％，按质量百分比含水≤5％。
3.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(2)中，粉状铁矿石进入多级旋风预热系统的气体体积流量与粉状铁矿石的质量流量的比例为3.0～5.0Nm3/kg。
4.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(2)中，流态化焙烧主炉加热系统的温度为800～1000℃，流态化焙烧主炉所用的燃料为烟煤、褐煤或无烟煤，粒度≤2.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(3)中，高温烟气的温度与步骤(2
6.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(4)中，高温固体物料及煤粉在还原反应器中处于剧烈流化运动状态，高温固体物料在还原反应器内的停留时间为10～30min；进入还原反应器的煤粉质量占高温固体物料的质量百分比为10～20％；进入还原反应器的空气流量与固体物料的质量流量比例为0.05～0.10Nm3/kg。
7.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(5)中，随同还原物料进入第二旋风分离筒的高温废气经气固分离后，进入燃烧器的烧嘴处，未反应的还原气体作为燃料燃烧。
8.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(6)中，筒式磁选机的磁场强度为100～160kA/m，电磁精选机磁场强度50～80kA/m。
9.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(6)中，矿浆研磨细度为-0.075mm粒级质量百分含量≥80％；获得的铁精矿中TFe质量百分含量≥65％，TFe回收率≥80％。
...【技术特征摘要】
1.一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(1)中，弱磁性复杂难选铁矿石的tfe品位25～45％，按重量百分比含sio225～50％，al2o3 0.5～6.0％，粉状铁矿石粒度小于0.074mm的部分占总质量的30～35％，按质量百分比含水≤5％。
3.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(2)中，粉状铁矿石进入多级旋风预热系统的气体体积流量与粉状铁矿石的质量流量的比例为3.0～5.0nm3/kg。
4.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(2)中，流态化焙烧主炉加热系统的温度为800～1000℃，流态化焙烧主炉所用的燃料为烟煤、褐煤或无烟煤，粒度≤2.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种弱磁性复杂难选铁矿石煤基自热还原磁化焙烧方法，其特征在于，所述步骤(3)中，高温烟气的温度与步骤(2)中预热温度一致。
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【专利技术属性】
技术研发人员：余建文，韩跃新，李佩昱，李艳军，高鹏，靳建平，孙永升，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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