CN104561522A - 一种快速烧成磁铁矿的工艺 - Google Patents

Abstract

一种快速烧成磁铁矿的工艺，主要包括快速悬浮预热、循环焙烧、快速悬浮冷却三个工艺环节，可在极短的时间内完成对粉状铁矿石原料的快速预热、焙烧磁化及冷却，使矿石由无磁性或弱磁性变为强磁性，以保证后续磁选的高选矿率；本工艺焙烧时间短、热效率高、操作稳定，投资省、矿物处理量大，能有效降低能源消耗和降低生产成本，同时节省大量水资源，可广泛应用于我国菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿等贫矿资源的磁化焙烧。

Description

一种快速烧成磁铁矿的工艺

技术领域

本发明涉及一种黑色金属矿山铁矿石领域的磁化焙烧工艺，特别涉及一种快速烧成磁铁矿的工艺。

背景技术

冶金工业处理低品位无磁性或弱磁性铁矿石的通常方法是将这类难选矿进行磁化焙烧使其转化为磁铁矿，再进行磁选使铁相矿物与脉石等矿物分离。我国早期曾有企业采用先将矿石破碎成块状，再用竖炉磁化焙烧的工艺，但因该工艺焙烧效率低、产量小和成本高，没有得到大规模推广和应用。

近年来，有不少企业尝试采用回转窑进行试验和生产。尽管回转窑工艺与竖炉相比在工艺和技术上有一定的进步，但由于采用块状物料焙烧，仍然存在焙烧时间长、能耗高、效率低和成本高的缺点，其大规模工业化应用的前景不容乐观。

针对现有焙烧工艺效率低下的问题，近年来人们提出了用悬浮工艺煅烧粉料以缩短反应时间，从而提高焙烧效率的技术设想，并积极进行试验研究。比如，专利CN1945186A提出了一种用五级单系列悬浮预热预分解***焙烧菱铁矿、赤铁矿和褐铁矿的工艺。但该工艺存在如下问题：采用热风炉靠热气体的显热供热，势必导致热利用效率低，而且***热缓冲能力小，抗温度波动能力差，对稳定生产不利；反应炉不能有效控制物料的停留时间，***抗波动能力差，需要更加苛刻的操作；采用普通型预热器，换热效率不高，还有很大的提升空间。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种快速烧成磁铁矿的工艺，利用高效换热的悬浮预热单元、循环焙烧单元、高效换热的悬浮冷却单元、成品料仓和供风单元将粉状铁矿石原料快速预热、焙烧磁化及冷却的热处理技术，具有焙烧时间短、热效率高、处理物料量大、操作稳定的特点，其能够在一定的温度和环境条件下迅速地把弱磁性或无磁性铁矿粉料(微米级)转化为强磁性的矿物(主要成分为磁铁矿)，是具有实用性及进步性的新设计，适于产业界广泛推广应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种快速烧成磁铁矿的工艺，包括如下步骤：

步骤1，快速悬浮预热：在悬浮预热单元I中完成冷物料与热烟气之间的快速逆流换热，使冷物料温度升高；

步骤2，循环焙烧磁化：将升温后的物料在循环焙烧单元II中进行焙烧，并将焙烧后物料中未反应完全的粗颗粒物料与已反应完全的细颗粒物料分离，粗颗粒物料回送进行循环焙烧，过程中产生热烟气送往悬浮预热单元I供其换热使用；

步骤3，快速悬浮冷却：在悬浮冷却单元III中完成冷空气与焙烧后所得热物料之间的快速逆流换热，使热物料温度降低，冷空气温度升高，升温后的空气送入循环焙烧单元II作为助燃风；

步骤4，收集入仓：温度降低后的物料进行收集。

其中，步骤1中，主要是利用多级多系列的高固气比悬浮预热器，将低温物料由上一级悬浮预热器的预热器下料管卸下后由高温热烟气携带至下一级悬浮预热器的预热器换热管，在瞬间完成冷物料与热空气之间的换热，冷物料温度升高，卸入更下一级悬浮预热器的预热器换热管继续被预热，热烟气温度降低进入上一级悬浮预热器的预热器换热管继续被降温，最终由最下一级悬浮预热器的预热器下料管出来的高温物料被送入循环焙烧单元焙烧，由最上一级悬浮预热器的预热器出风口出来的被降温的冷烟气经烟气总管汇总和收尘器过滤后排空。

步骤2中，主要是利用带有具分离功能分离器的循环焙烧炉，通过控制分离器进风口的进口风速，使未反应完全的粗颗粒物料与已反应完全的细颗粒物料分离后循环送入循环焙烧炉焙烧，延长未反应完全物料在焙烧单元的停留时间，提高反应效率，其中经过多级悬浮预热器预热的物料在最下一级悬浮预热器与热烟气分离后，经该预热器下料管由焙烧炉的加料口喂入循环焙烧炉，在炉中焙烧后，物料被气流带入分离器：在这里未分解完全的粗颗粒物料与气体分离，经分离器料腿和循环入炉物料卸料口重新返回焙烧炉。借助循环焙烧炉上在线烟气成分分析仪的分析结果，随时精确控制焙烧炉内的气氛，使其满足进行磁化反应所需要的氧化或还原或中性气氛条件。

步骤3中，主要是利用可有效回收反应完全物料余热的多级多列悬浮冷却器进行快速空气冷却，其中高温热物料在循环焙烧单元收集器与烟气分离后进入悬浮冷却单元III所进行的冷却是由上部循环焙烧单元的收集器料腿卸下的高温物料由低温冷空气携带至悬浮冷却单元最上级悬浮冷却器的冷却器换热管，在瞬间完成热物料与冷空气之间的换热，热物料温度降低，卸入下一级悬浮冷却器的冷却器换热管继续冷却，冷空气温度升高进入上一级悬浮冷却器的冷却器换热管继续被预热，最终由最上一级悬浮冷却器的冷却器出风口出来的高温空气进循环焙烧单元作为助燃风使用，由最下一级悬浮冷却器的冷却器下料管卸下的被冷却物料送入成品料仓储存。

具体地，所述快速悬浮预热工艺过程中：

利用多级单列悬浮预热器按单列串联排布，料路采用先并联再串联方式，气路采用串联方式，其中，冷物料由最上部的第一级悬浮预热器加入，来自循环焙烧单元II的热烟气由下部的最末级悬浮预热器进入，物料由上到下依次通过每级悬浮预热器，与由下到上依次穿过每级悬浮预热器的热烟气逆流换热；

或者，

利用多级双系列悬浮预热器或多级多系列悬浮预热器按双列或多列并行排布，料路采用先并联再串联方式，气路采用并联方式，其中，来自循环焙烧单元II的热烟气均分为两列或多列，并列上行，分别经过每一列的悬浮预热器，在出最上一级悬浮预热器后外排。

所述悬浮预热单元I是由若干个悬浮预热器组成的若干级若干列的形式，同列悬浮预热器的气流路线为串联方式，列间气流路线为并联方式，最上一级悬浮预热器的料流路线为并联方式，除最上一级外，同级悬浮预热器的料流路线为串联方式，本级末列悬浮预热器的出料路线与下级首列悬浮预热器的进料路线相连。

所述悬浮预热器为旋风筒体结构，包括一个旋风筒单体一5，旋风筒单体一5的顶部设有预热器出风口5-1，侧面上部设有预热器进风口5-2，下部设有预热器下料口5-3，预热器进风口5-2连接预热器换热管7，预热器下料口5-3设置锁风装置8并连接预热器下料管6，

当悬浮预热单元I为单级单列时，预热器出风口5-1连接供风单元V，预热器换热管7连接循环焙烧单元II的出风口，预热器下料管6连接循环焙烧单元II的进料口；

当悬浮预热单元I为单级多列时，各列悬浮预热器的预热器出风口5-1均连接至供风单元V，各列悬浮预热器的预热器换热管7均连接循环焙烧单元II的出风口并连接物料入口4，各列悬浮预热器的预热器下料管6连接循环焙烧单元II的进料口；

当悬浮预热单元I为多级单列时，下一级的悬浮预热器的预热器出风口5-1连接上一级的悬浮预热器的预热器换热管7，最上一级的悬浮预热器的预热器出风口5-1连接供风单元V，最上一级的悬浮预热器的预热器换热管7连接物料入口4；上一级的悬浮预热器的预热器下料管6连接下一级的悬浮预热器的预热器换热管7，最下一级的悬浮预热器的预热器换热管7连接循环焙烧单元II的出风口，最下一级悬浮预热器的预热器下料管6连接循环焙烧单元II的进料口；

即，多级单列时，最上面一级预热器采用并联方式，其下各级采用串联方式，气路采用串联方式，来自循环焙烧单元的热烟气由下部的最末级预热器旋风筒单体进风口进入，冷物料由最上部的第一级预热器分两路加入，在第一级预热器后又重新汇合为一路，由上到下依次串行经过每一级预热器，与由下到上依次穿过每级预热器的热烟气逆流换热。

当悬浮预热单元I为多级多列时，各列最上一级的悬浮预热器的预热器出风口5-1均连接供风单元V，各列最上一级的悬浮预热器的预热器换热管7均连接物料入口4，各列最上一级的悬浮预热器的预热器下料管6连接下一级首列的预热器换热管7，各列最下一级的悬浮预热器的预热器换热管7均连接循环焙烧单元II的出风口，同列下一级的悬浮预热器的预热器出风口5-1连接同列上一级的悬浮预热器的预热器换热管7，除最上一级外，同级下一列的悬浮预热器的预热器换热管7连接同级上一列的悬浮预热器的预热器下料管6，同级末列的悬浮预热器的预热器下料管6连接下级首列的悬浮预热器的预热器换热管7，最下一级末列的悬浮预热器的预热器下料管6连接循环焙烧单元II的进料口。

即，多级多列时，料路在最上面一级预热器采用并联方式，其下各级采用串联方式，冷物料从***上部加料口加入后，被气流携带分两路或多路分别加入第一级的两个或多个预热器，在第一级预热器后又重新汇合为一路，串行经过每一级不同列的预热器，气路采用并联方式，自循环焙烧单元收集器出风口排出的热烟气，经气流控制器均分为两列或多列，并列上行，分别经过每一级上的A列预热器和B列预热器，在出第二级预热器后先混合，再均分为两路或多路，分别进入最上面第一级的两列或多列预热器，在出第一级预热器后又汇入烟气总管混合排空。采用这种物料流先并联再串联、气流并联的方式可以保证***有高的气、固分离效率，同时提高预热单元的固气比，使气体的热量得以充分利用，从而降低废气温度，提高整个***的热效率。

所述循环焙烧单元II包括循环焙烧炉11、分离器10和收集器9，循环焙烧炉11顶部设置焙烧炉出风口11-1，底部设置焙烧炉进风口11-4，侧面设置循环入炉物料卸料口11-3和焙烧炉进料口11-2，分离器10顶部设置分离器出风口10-3，底部设置分离器料腿10-2，侧面设置分离器进风口10-1，收集器9顶部设置收集器出风口9-1，底部设置收集器料腿9-3，侧面设置收集器进风口9-2，其中：

焙烧炉出风口11-1与分离器进风口10-1连接，焙烧炉进风口11-4与悬浮冷却单元III出风口连接，分离器料腿10-2与循环入炉物料卸料口11-3连接，分离器出风口10-3与收集器进风口9-2连接，收集器料腿9-3与悬浮冷却单元III的进风口连接，收集器出风口9-1与悬浮预热单元I进风口连接，焙烧炉进料口11-2与悬浮预热单元I下料口相连。

所述循环焙烧炉11侧面设置有在线烟气成分分析仪11-5，借助分析结果，随时精确控制焙烧炉内的气氛，使其满足进行磁化反应所需要的氧化或还原或中性气氛条件。

所述收集器出风口9-1设置有气流控制器16。

所述快速悬浮冷却过程中：

利用多级单列悬浮冷却器按单列串联排布，料路和气路均采用串联方式，从循环焙烧单元II卸下的高温物料由上向下依次串行经过每一级悬浮冷却器，与由下到上依次穿过每级悬浮冷却器的冷却空气逆流换热；

或者，

利用多级双系列悬浮冷却器或多级多系列悬浮冷却器按双列或多列并行排布，料路采用串联方式，从循环焙烧单元II卸下的高温物料由上向下串行经过每一级不同列的悬浮冷却器，气路采用并联方式，冷空气分两路或多路并列上行，分别经过每一级的两列或多列悬浮冷却器，在出最上面第一级悬浮冷却器后又混合汇总入循环焙烧单元II做助燃热风使用。

所述悬浮冷却单元III是由若干个悬浮冷却器组成的若干级若干列的形式，同列悬浮冷却器的气流路线为串联方式，列间气流路线为并联方式，同级悬浮冷却器的料流路线为串联方式，本级末列悬浮冷却器的出料路线与下级首列悬浮冷却器的进料路线相连。

所述悬浮冷却器为旋风筒体结构，包括一个旋风筒单体二12，旋风筒单体二12的顶部设有冷却器出风口12-1，侧面上部设有冷却器进风口12-2，下部设有冷却器下料口12-3，冷却器进风口12-2连接冷却器换热管14，冷却器下料口12-3设置锁风装置8并连接冷却器下料管13，

当悬浮冷却单元III为单级单列时，冷却器出风口12-1连接循环焙烧单元II的进风口，冷却器进风口12-2连接循环焙烧单元II的下料口和外部冷风，冷却器下料口12-3连接成品料仓IV；

当悬浮冷却单元III为单级多列时，各列悬浮冷却器的冷却器出风口12-1均连接循环焙烧单元II的进风口，各列悬浮冷却器的冷却器进风口12-2连接外部冷风，前一列悬浮冷却器的冷却器下料管13连接后一列悬浮冷却器的冷却器换热管14，首列悬浮冷却器的冷却器换热管14连接循环焙烧单元II的下料口，末列悬浮冷却器的冷却器下料管13连接成品料仓IV；

当悬浮冷却单元III为多级单列时，下一级的悬浮冷却器的冷却器出风口12-1连接上一级的悬浮冷却器的冷却器换热管14，最上一级的悬浮冷却器的冷却器出风口12-1连接循环焙烧单元II的进风口，最上一级的悬浮冷却器的冷却器换热管14连接循环焙烧单元II的下料口，上一级的悬浮冷却器的冷却器下料管13连接下一级的悬浮冷却器的冷却器换热管14，最下一级悬浮冷却器的冷却器下料管13连接成品料仓IV，最下一级悬浮冷却器的冷却器进风口12-2连接外部冷风；

即，多级单列时，料路和气路均采用串联方式，从上部循环焙烧单元II收集器料腿9-3卸下的高温物料由上向下串行经过每一级冷却器，与由下到上依次穿过每级冷却器的冷却空气逆流换热。

当悬浮冷却单元III为多级多列时，同列下一级的悬浮冷却器的冷却器出风口12-1连接同列上一级的悬浮冷却器的冷却器换热管14，各列最上一级的悬浮冷却器的冷却器出风口12-1均连接循环焙烧单元II的进风口，各列最下一级的悬浮冷却器的冷却器换热管14均连接外部冷风，同级下一列的悬浮冷却器的冷却器换热管14连接同级上一列的悬浮冷却器的冷却器下料管13，同级末列的悬浮冷却器的冷却器下料管13连接下级首列的悬浮冷却器的冷却器换热管14，最上一级首列的悬浮冷却器的冷却器换热管14连接循环焙烧单元II的下料口，最下一级末列的悬浮冷却器的冷却器下料管13连接成品料仓IV。

即，多级多列时，料路采用串联方式，从上部循环焙烧单元II收集器料腿9-3卸下的高温物料由上向下串行经过每一级不同列的冷却器，气路采用并联方式，冷却用冷空气分两路或多路并列上行，分别经过每一级的两列或多列冷却器，在出最上面第一级冷却器后又混合汇总入循环焙烧炉11做助燃热风使用。

利用供风单元V提供***工作动力和流体介质：

所述供风单元V由收尘器2和离心风机1组成，其中收尘器2通过烟气总管3连接悬浮预热单元I的出风口，收尘器2的气体出口连接离心风机1的进风口，离心风机1的出风口连接悬浮冷却单元III的进风口；

或者，

所述供风单元V由连接悬浮冷却单元III进风口的鼓风机15组成；

或者，

所述供风单元V由连接悬浮冷却单元III进风口的鼓风机15和串接在悬浮预热单元I的出风口烟气总管3上的收尘器2和离心风机1组成，由鼓风机15和离心风机1以同时或轮流的方式供风。

应该强调的是，虽然本发明悬浮预热器和悬浮冷却器均为旋风筒结构，但二者换热机制有所不同。

悬浮预热器是低温物料由上级预热器的预热器下料管6卸下后由预热器加料口18加入预热器换热管7，被高温热烟气携带在瞬间完成冷物料与热空气之间的换热，冷物料温度升高，卸入下一级悬浮预热器的预热器换热管7继续被预热，热烟气温度降低后进入上一级悬浮预热器的预热器换热管7继续被降温，最终由最下一级预热器的预热器下料管6出来的高温物料被送入循环焙烧单元II焙烧，由最上一级悬浮预热器的预热器出风口5-1出来的被降温的冷烟气经烟气总管3汇总和收尘器2过滤后排空。

悬浮冷却器则是高温热物料由上级循环焙烧单元II的收集器料腿9-3卸下后由低温冷空气携带至最上一级悬浮冷却器的冷却器换热管14，在瞬间完成热物料与冷空气之间的换热，热物料温度降低，卸入下一级悬浮冷却器的冷却器换热管14继续冷却，冷空气温度升高进入上一级悬浮冷却器的冷却器换热管14继续被预热，最终由最上一级悬浮冷却器的冷却器出风口12-1出来的高温空气进循环焙烧单元II作为助燃风使用，由最下一级悬浮冷却器的冷却器下料管13卸下的被冷却物料送入成品料仓IV储存。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，可在一定的温度和环境条件下迅速将弱磁性或无磁性铁矿粉料焙烧为强磁性矿物，焙烧时间短，热利用率高，操作稳定，矿物处理量大，能有效降低能源消耗和生产成本，同时因采用快速空冷，节约大量水资源，符合成本效益，具有相当的产业利用价值，广泛适用于我国菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿等贫矿资源的磁化焙烧。

附图说明

图1是本发明的第一较佳实施例工艺示意图。

图2是本发明的第二较佳实施例工艺示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的快速烧成磁铁矿工艺的具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。

通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

第一最佳实施例

如图1所示，本发明较佳第一实施例的快速烧成磁铁矿工艺，主要包括如下步骤：

步骤1，快速悬浮预热：在悬浮预热单元I中完成冷物料与热烟气之间的快速逆流换热，使冷物料温度升高；

步骤2，循环焙烧磁化：将升温后的物料在循环焙烧单元II中进行焙烧，并将焙烧后物料中未反应完全的粗颗粒物料与已反应完全的细颗粒物料分离，粗颗粒物料回送进行循环焙烧，过程中产生热烟气送往悬浮预热单元I供其换热使用；

步骤3，快速悬浮冷却：在悬浮冷却单元III中完成冷空气与焙烧后所得热物料之间的快速逆流换热，使热物料温度降低，冷空气温度升高，升温后的空气送入循环焙烧单元II作为助燃风；

步骤4，收集入仓：温度降低后的物料进行收集。

工艺过程中用到的主要装置包括悬浮预热单元I、循环焙烧单元II和高效换热的悬浮冷却单元III、成品料仓IV和供风单元V五个部分，其中：

悬浮预热单元I主要包括悬浮预热器，悬浮预热器为旋风筒体结构，包括一个旋风筒单体一5，在旋风筒单体一5顶部有预热器出风口5-1，侧面有预热器进风口5-2，下部有预热器下料口5-3，预热器进风口5-2连接预热器换热管7，预热器下料口5-3连接预热器下料管6，预热器下料管6设置有锁风装置8。

循环焙烧单元II包括收集器9、分离器10和循环焙烧炉11，其中收集器9的顶部设有收集器出风口9-1，侧面设有收集器进风口9-2，下部设有收集器料腿9-3。分离器10顶部设有分离器出风口10-3，侧面设有分离器进风口10-1，下部设有分离器料腿10-1。循环焙烧炉11的顶部设有焙烧炉出风口11-1，底部设有焙烧炉进风口11-4，上部侧面设有在线烟气成分分析仪11-5，下部两侧各设有循环入炉物料卸料口11-3和焙烧炉加料口11-2。

悬浮冷却单元III包括悬浮冷却器，悬浮冷却器为旋风筒体结构，包括一个旋风筒单体二12，在旋风筒单体二12顶部有冷却器出风口12-2，侧面有冷却器进风口12-1，下部有冷却器下料口12-3，冷却器下料口12-3连接冷却器下料管13，冷却器进风口12-1连接冷却器换热管14。

供风单元V，提供***工作动力和流体介质，由收尘器2和离心风机1组成，其中收尘器2通过烟气总管3连接悬浮预热单元I的出风口，收尘器2的气体出口连接离心风机1的进风口，离心风机1的出风口连接悬浮冷却单元III的进风口。

其主要工艺过程包括以下步骤：

一是供风：该步骤的装置是供风单元V，用以提供***工作的动力和流体介质-冷空气。

二是快速悬浮预热：该步骤的装置是悬浮预热单元I，由单列串行或双列、多列并行排布的多级悬浮预热器组成，最上面的预热器称为第一级，向下依次称为第二级，……，最末级。当悬浮预热器为双列并行排布时，如图1所示A列悬浮预热器和B列悬浮预热器并行排布，其中A列悬浮预热器C1A和B列悬浮预热器C1B并行排布为一级，A列悬浮预热器C2A和B列悬浮预热器C2B并行排布为一级，A列悬浮预热器C3A和B列悬浮预热器C3B并行排布为一级，A列悬浮预热器C4A和B列悬浮预热器C4B并行排布为一级，共4级，料路103在最上面第一级预热器采用并联方式，其下各级采用串联方式，气路104采用并联方式：冷物料即生料102从***上部分两路分别加入第一级的两个预热器C1A和C1B，在第一级预热器后又重新汇合为一路，依次交叉串行经过每一级上的A列和B列悬浮预热器：C2A C2B C3A C3B C4A C4B，如图1中实线箭头料路103所示。来自焙烧单元II的热烟气经气流控制器16均分为两列，并列上行，分别经过每一级上的A列悬浮预热器和B列悬浮预热器，由上到下运行的物料与由下到上依次穿过每级预热器的热烟气逆流换热，如图1中虚线箭头气路104所示。采用这种物料流串联、气流并联的方式可以提高预热单元的固气比，使气体的热量得以充分利用，从而降低废气温度，提高整个***的热效率。

三是循环焙烧磁化：该步骤的装置是循环流化焙烧单元II，在循环焙烧炉11的下方倒锥柱体的侧面喷煤105。经悬浮预热单元I预热的物料由焙烧炉加料口11-2喂入分解炉，经焙烧后由焙烧炉出风口11-1进入分离器10，该分离器10具分离功能，在合适的分离器进口风速下，未反应完全的粗颗粒物料与已反应完全的细颗粒物料分离后经分离器料腿10-2和循环入炉物料卸料口11-3重新被循环送入循环焙烧炉11焙烧，从而延长未反应完全物料在焙烧单元的停留时间，提高反应效率。

四是收集：已反应完全的细颗粒物料被热烟气携带离开分离器10上部的分离器出风口10-3，进入收集器9，与气体分离后经收集器料腿9-3离开循环焙烧单元II。热烟气由收集器上部的收集器出风口9-1排出，进入悬浮预热单元I作为预热介质使用。

五是悬浮冷却：该步骤的装置是悬浮冷却单元III，由多级单列串行或多级双列、多列并行排布的悬浮冷却器组成，最上面的预热器称为第一级，向下依次称为第二级，……，最末级。当悬浮冷却器为单列串行排布时，如图1所示，悬浮冷却器CL1和悬浮冷却器CL2串行排布共两级，料路103和气路104均采用串联方式，从上部循环焙烧单元II卸下的高温物料由上向下串行经过每一级的悬浮冷却器，冷风106从最末级悬浮冷却器CL2进入，由下向上串行，分别经过每一级的悬浮冷却器，在料、气逆流换热的过程中热物料被冷却后在最末级悬浮冷却器被收集，冷空气被预热，出第一级悬浮冷却器CL1后入循环焙烧单元II做助燃热风使用。

六是入仓：在悬浮冷却单元III最末级悬浮冷却器CL1收集的成品物料进入成品料仓IV储存，而收尘器2的集尘最后送原料仓101。

第二最佳实施例

如图2所示，悬浮预热单元I为单列串行排布，料路在最上面第一级预热器采用并联方式即A列悬浮预热器C1A和B列悬浮预热器C1B并联为一级，其下各级采用串联方式即悬浮预热器C2、悬浮预热器C3，悬浮预热器C4串联，各自为一级，气路104采用串联方式：冷物料从***上部分两路分别加入第一级的A列悬浮预热器C1A和B列悬浮预热器C1B，在第一级悬浮预热器预热后又重新汇合为一路，串行经过每一级的悬浮预热器即悬浮预热器C2、悬浮预热器C3，悬浮预热器C4，来自焙烧单元II的热烟气单路上行，分别经过每一级上的悬浮预热器C4、悬浮预热器C3，悬浮预热器C2及第一级A列悬浮预热器C1A和第一级B列悬浮预热器C1B，由上到下运行的物料与由下到上依次穿过每级悬浮预热器的热烟气逆流换热，如图2中实线箭头料路103和虚线箭头气路104所示。***工作动力和流体介质由接在悬浮冷却单元III最下一级悬浮悬浮冷却器CL2的冷却器换热管14上的鼓风机15提供，冷风106从鼓风机15进入。其他步骤同实施例1。

第三最佳实施例

根据生产规模大小，可在2-5级的范围内增减悬浮预热单元I的悬浮预热器和悬浮冷却单元III的悬浮冷却器的级数或列数。例如，如果物料处理量较小，可将实施方式1中按四级双系列并行排布的悬浮预热单元的第2级去掉其他不变，将悬浮预热单元变为三级双系列并行排布，或保持4级，将列数减为1级，将悬浮预热单元变为四级单列串行排布图2。再如：如果需要超大规模处理物料，可将预热器和冷却器系列扩展为三系列或四系列，气体走向仍为并联方式，物料走向为串联方式，其他工艺不变。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，快速悬浮预热：在悬浮预热单元(I)中完成冷物料与热烟气之间的快速逆流换热，使冷物料温度升高；

步骤2，循环焙烧磁化：将升温后的物料在循环焙烧单元(II)中进行焙烧，并将焙烧后物料中未反应完全的粗颗粒物料与已反应完全的细颗粒物料分离，粗颗粒物料回送进行循环焙烧，过程中产生热烟气送往悬浮预热单元(I)供其换热使用；

步骤3，快速悬浮冷却：在悬浮冷却单元(III)中完成冷空气与焙烧后所得热物料之间的快速逆流换热，使热物料温度降低，冷空气温度升高，升温后的空气送入循环焙烧单元(II)作为助燃风；

步骤4，收集入仓：温度降低后的物料进行收集。

2.根据权利要求1所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述快速悬浮预热工艺过程中：

利用多级单列悬浮预热器按单列串联排布，料路采用先并联再串联方式，气路采用串联方式，其中，冷物料由最上部的第一级悬浮预热器加入，来自循环焙烧单元(II)的热烟气由下部的最末级悬浮预热器进入，物料由上到下依次通过每级悬浮预热器，与由下到上依次穿过每级悬浮预热器的热烟气逆流换热；

或者，

利用多级双系列悬浮预热器或多级多系列悬浮预热器按双列或多列并行排布，料路采用先并联再串联方式，气路采用并联方式，其中，来自循环焙烧单元(II)的热烟气均分为两列或多列，并列上行，分别经过每一列的悬浮预热器，在出最上一级悬浮预热器后外排。

3.根据权利要求1所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述悬浮预热单元(I)是由若干个悬浮预热器组成的若干级若干列的形式，同列悬浮预热器的气流路线为串联方式，列间气流路线为并联方式，最上一级悬浮预热器的料流路线为并联方式，除最上一级外，同级悬浮预热器的料流路线为串联方式，本级末列悬浮预热器的出料路线与下级首列悬浮预热器的进料路线相连。

4.根据权利要求3所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述悬浮预热器为旋风筒体结构，包括一个旋风筒单体一(5)，旋风筒单体一(5)的顶部设有预热器出风口(5-1)，侧面上部设有预热器进风口(5-2)，下部设有预热器下料口(5-3)，预热器进风口(5-2)连接预热器换热管(7)，预热器下料口(5-3)设置锁风装置(8)并连接预热器下料管(6)，

当悬浮预热单元(I)为单级单列时，预热器出风口(5-1)连接供风单元(V)，预热器换热管(7)连接循环焙烧单元(II)的出风口，预热器下料管(6)连接循环焙烧单元(II)的进料口；

当悬浮预热单元(I)为单级多列时，各列悬浮预热器的预热器出风口(5-1)均连接至供风单元(V)，各列悬浮预热器的预热器换热管(7)均连接循环焙烧单元(II)的出风口并连接物料入口(4)，各列悬浮预热器的预热器下料管(6)连接循环焙烧单元(II)的进料口；

当悬浮预热单元(I)为多级单列时，下一级的悬浮预热器的预热器出风口(5-1)连接上一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)，最上一级的悬浮预热器的预热器出风口(5-1)连接供风单元(V)，最上一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)连接物料入口(4)；上一级的悬浮预热器的预热器下料管(6)连接下一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)，最下一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)连接循环焙烧单元(II)的出风口，最下一级悬浮预热器的预热器下料管(6)连接循环焙烧单元(II)的进料口；

当悬浮预热单元(I)为多级多列时，各列最上一级的悬浮预热器的预热器出风口(5-1)均连接供风单元(V)，各列最上一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)均连接物料入口(4)，各列最上一级的悬浮预热器的预热器下料管(6)连接下一级首列的预热器换热管(7)，各列最下一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)均连接循环焙烧单元(II)的出风口，同列下一级的悬浮预热器的预热器出风口(5-1)连接同列上一级的悬浮预热器的预热器换热管(7)，除最上一级外，同级下一列的悬浮预热器的预热器换热管(7)连接同级上一列的悬浮预热器的预热器下料管(6)，同级末列的悬浮预热器的预热器下料管(6)连接下级首列的悬浮预热器的预热器换热管(7)，最下一级末列的悬浮预热器的预热器下料管(6)连接循环焙烧单元(II)的进料口。

5.根据权利要求1所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述循环焙烧单元(II)包括循环焙烧炉(11)、分离器(10)和收集器(9)，循环焙烧炉(11)顶部设置焙烧炉出风口(11-1)，底部设置焙烧炉进风口(11-4)，侧面设置循环入炉物料卸料口(11-3)和焙烧炉进料口(11-2)，分离器(10)顶部设置分离器出风口(10-3)，底部设置分离器料腿(10-2)，侧面设置分离器进风口(10-1)，收集器(9)顶部设置收集器出风口(9-1)，底部设置收集器料腿(9-3)，侧面设置收集器进风口(9-2)，其中：

焙烧炉出风口(11-1)与分离器进风口(10-1)连接，焙烧炉进风口(11-4)与悬浮冷却单元(III)出风口连接，分离器料腿(10-2)与循环入炉物料卸料口(11-3)连接，分离器出风口(10-3)与收集器进风口(9-2)连接，收集器料腿(9-3)与悬浮冷却单元(III)的进风口连接，收集器出风口(9-1)与悬浮预热单元(I)进风口连接，焙烧炉进料口(11-2)与悬浮预热单元(I)下料口相连。

6.根据权利要求5所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述循环焙烧炉(11)侧面设置有在线烟气成分分析仪(11-5)，所述收集器出风口(9-1)设置有气流控制器(16)。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述快速悬浮冷却过程中：

利用多级单列悬浮冷却器按单列串联排布，料路和气路均采用串联方式，从循环焙烧单元(II)卸下的高温物料由上向下依次串行经过每一级悬浮冷却器，与由下到上依次穿过每级悬浮冷却器的冷却空气逆流换热；

或者，

利用多级双系列悬浮冷却器或多级多系列悬浮冷却器按双列或多列并行排布，料路采用串联方式，从循环焙烧单元(II)卸下的高温物料由上向下串行经过每一级不同列的悬浮冷却器，气路采用并联方式，冷空气分两路或多路并列上行，分别经过每一级的两列或多列悬浮冷却器，在出最上面第一级悬浮冷却器后又混合汇总入循环焙烧单元(II)做助燃热风使用。

8.根据权利要求1所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述悬浮冷却单元(III)是由若干个悬浮冷却器组成的若干级若干列的形式，同列悬浮冷却器的气流路线为串联方式，列间气流路线为并联方式，同级悬浮冷却器的料流路线为串联方式，本级末列悬浮冷却器的出料路线与下级首列悬浮冷却器的进料路线相连。

9.根据权利要求8所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，所述悬浮冷却器为旋风筒体结构，包括一个旋风筒单体二(12)，旋风筒单体二(12)的顶部设有冷却器出风口(12-1)，侧面上部设有冷却器进风口(12-2)，下部设有冷却器下料口(12-3)，冷却器进风口(12-2)连接冷却器换热管(14)，冷却器下料口(12-3)设置锁风装置(8)并连接冷却器下料管(13)，

当悬浮冷却单元(III)为单级单列时，冷却器出风口(12-1)连接循环焙烧单元(II)的进风口，冷却器进风口(12-2)连接循环焙烧单元(II)的下料口和外部冷风，冷却器下料口(12-3)连接成品料仓(IV)；

当悬浮冷却单元(III)为单级多列时，各列悬浮冷却器的冷却器出风口(12-1)均连接循环焙烧单元(II)的进风口，各列悬浮冷却器的冷却器进风口(12-2)连接外部冷风，前一列悬浮冷却器的冷却器下料管(13)连接后一列悬浮冷却器的冷却器换热管(14)，首列悬浮冷却器的冷却器换热管(14)连接循环焙烧单元(II)的下料口，末列悬浮冷却器的冷却器下料管(13)连接成品料仓(IV)；

当悬浮冷却单元(III)为多级单列时，下一级的悬浮冷却器的冷却器出风口(12-1)连接上一级的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)，最上一级的悬浮冷却器的冷却器出风口(12-1)连接循环焙烧单元(II)的进风口，最上一级的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)连接循环焙烧单元(II)的下料口，上一级的悬浮冷却器的冷却器下料管(13)连接下一级的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)，最下一级悬浮冷却器的冷却器下料管(13)连接成品料仓(IV)，最下一级悬浮冷却器的冷却器进风口(12-2)连接外部冷风；

当悬浮冷却单元(III)为多级多列时，同列下一级的悬浮冷却器的冷却器出风口(12-1)连接同列上一级的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)，各列最上一级的悬浮冷却器的冷却器出风口(12-1)均连接循环焙烧单元(II)的进风口，各列最下一级的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)均连接外部冷风，同级下一列的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)连接同级上一列的悬浮冷却器的冷却器下料管(13)，同级末列的悬浮冷却器的冷却器下料管(13)连接下级首列的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)，最上一级首列的悬浮冷却器的冷却器换热管(14)连接循环焙烧单元(II)的下料口，最下一级末列的悬浮冷却器的冷却器下料管(13)连接成品料仓(IV)。

10.根据权利要求1所述的快速烧成磁铁矿的工艺，其特征在于，利用供风单元(V)提供***工作动力和流体介质：

所述供风单元(V)由收尘器(2)和离心风机(1)组成，其中收尘器(2)通过烟气总管(3)连接悬浮预热单元(I)的出风口，收尘器(2)的气体出口连接离心风机(1)的进风口，离心风机(1)的出风口连接悬浮冷却单元(III)的进风口；

或者，

所述供风单元(V)由连接悬浮冷却单元(III)进风口的鼓风机(15)组成；

或者，

所述供风单元(V)由连接悬浮冷却单元(III)进风口的鼓风机(15)和串接在悬浮预热单元(I)的出风口烟气总管(3)上的收尘器(2)和离心风机(1)组成，由鼓风机(15)和离心风机(1)以同时或轮流的方式供风。