CN109579468A - 一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，将黏湿铁矿粉加入到双螺旋热烟气干燥机中，在相互交叉且相对旋转的螺旋叶片作用下，采用高温烟气对黏湿铁矿粉进行间接干燥。干燥及预热后的铁矿粉进入到物料立式打散机内，在干燥结块铁矿粉打散过程中，采用干燥后的中温烟气作为风选介质，并对铁矿粉继续进行预热，可得到干燥及粒度均匀的预热铁矿粉。本发明达到了黏湿铁矿粉在干燥中不粘结设备、打散中粒度均匀、能源消耗低、环境污染小、设备结构简单且的目的。

Description

一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺

技术领域

本发明属于冶金和矿物工程技术领域，涉及一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺。

背景技术

我国铁矿石的储量中97%为贫矿，其中常规重选、磁选及浮选技术难以有效处理的铁矿石资源，包括褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等在内有近200亿吨。对这些难选铁矿石可通过磁化焙烧将其中弱磁性的铁氧化物转化成强磁性的人工磁铁矿，再采用弱磁选方法实现铁矿物与脉石的分离，这是难选铁矿分选的有效方法。

对难选铁矿石的磁化焙烧国内外普遍使用的竖炉、回转窑等装置中，存在着入窑原矿粒度粗，磁化反应难以深入完全，已还原的高温焙烧矿在排料与冷却过程中部分被再氧化，粉状铁矿石不能直接入窑，单窑产能低，生产成本高等固有缺陷。目前，铁矿石流态化磁化焙烧是国内外处理难选铁矿石的有效方法之一。

在难选铁矿石流态化磁化焙烧方面，流态化加热还原反应炉及以其为核心的新型磁化焙烧技术与传统的磁化焙烧技术（如回转窑法）相比，其最大不同点是将原来在回转窑内堆积态气固换热和传质变为流态化的气固传热过程，气固通过流化床使物料形成湍流状态，然后进入预热器后，在旋风筒切向风力作用下形成湍流，稀相流化状态下的传质过程与回转窑内堆积过程相比，其优点为：（1）流化状态下气固两相接触面积较大，气固两相的热交换、质传递和颗粒化学反应速度较快；（2）流化预热还原反应炉是由多级气流单元自上而下串联成的逆流式换热器，物料湍流度较高，气固之间温度差及还原气氛浓度差较大，综合传递系数和传递动力较大。

铁矿石流态化悬浮磁化焙烧工艺所用的铁矿粉要求含水量1%以下、粒度-200目占40%以上。目前，铁矿石普遍采用球磨机湿式磨矿后得到的铁矿粉其含水量一般在11%左右，不能直接进行流态化悬浮磁化焙烧。当铁矿粉采用干燥设备进行干燥后，由于铁矿粉湿料之间具有一定黏度，铁矿粉干燥后会出现结块现象，也不能直接进行悬浮磁化焙烧。为得到水份和粒度符合要求的铁矿粉，一般对黏湿铁矿粉干燥后需进行打散。

在黏湿铁矿粉干燥过程中，由于物料中含有较高的二氧化硅，湿式细粒物料具有一定黏性，当采用工业中常用的气流干燥器、振动床干燥器、转筒干燥器、沸腾（流化）床干燥器、盘架式干燥器、耙式真空干燥器等设备进行干燥时，与铁矿粉接触的设备表面容易粘附铁矿粉，当粘附铁矿粉达到一定厚度时，就会影响铁矿粉的干燥和物料的正常流动，设备每运转一段时间后需要对粘附物料进行清理。同时，在铁矿粉干燥过程中，由于烟气和铁矿粉平均温差较小、换热效率低、能源消耗大。

在干燥结块铁矿粉打散过程中，由于物料与打散部件接触的随机性，打碎的物料粒度很不均匀，如果铁矿粉中存在粒度大于1mm的结块物料，就会影响铁矿石的磁化焙烧质量。目前，常见的粉体结块打散机主要是参照粉碎机的冲击粉碎原理，相当于对物料进行二次粉碎，其打散效率低、打散过程能耗大，同时容易造成物料的过粉碎，导致作业效果差、作业费用高，且易造成粉尘污染。由于设备结构的限制，现有打散机易损件较多，同时对结块尺寸限制较多，对大型结块难以实现打散作业。因此，现有技术不能满足结块粉体的高质量、高效率、无污染的打散作业要求。

本发明所要解决的技术问题是：提供一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，解决现有铁矿粉在干燥过程中粘附设备、能源消耗大以及干燥铁矿粉在打散过程中产生的粒度不均、打散效率低、打散能耗大、粉尘污染等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，提供了一种黏湿铁矿粉在干燥中不粘结设备、打散粒度均匀、能源消耗低、环境污染小、结构简单且的干燥打散工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，所用设备包括双螺旋热烟气干燥机、物料立式打散机、旋风收尘器、布袋收尘器，所述双螺旋热烟气干燥机为卧式间接干燥设备，由机架支撑干燥筒，干燥筒一端上部是进料口、另一端底部是出料口，中空旋转轴作为热烟气通过的通道，一部分在干燥筒内部，两端的其中一端伸出干燥筒外作为进风口且通过旋转接头与热烟气来源管连通，中空旋转轴另一端伸入出风管道中，再与减速电机输出轴相连接，出风管道设有朝上的出风口，中空旋转轴上固定有螺旋叶片，螺旋叶片内部是空的且内部空间与中空旋转轴的内部中空相通，中空旋转轴与干燥筒、出风管道的接触处有轴密封，热烟气从进风口进入后经中空旋转轴、螺旋叶片、出风管道，由出风口排出，中空旋转轴至少有两个，两个相邻中空旋转轴上的螺旋叶片相互交叉且相对旋转；所述物料立式打散机底部由底盘支撑，驱动机构固定于底盘，驱动机构连接有传动机构，传动机构驱动扩散筒内旋转部件转动，扩散筒的旋转部件上设置有打散转盘，在打散转盘的外圆周面上设置有打散柱，扩散筒连通着进料筒，进料筒下部环绕着环形进风室，进料筒中部有结块干燥料入口，进料筒顶部有气固两相流出口；

出料口与结块干燥料入口相连通，出风口与环形进风室相连通，气固两相流出口连通旋风收尘器入料口，旋风收尘器顶部出口连通布袋收尘器，布袋收尘器的排出气经由抽气风机、烟囱排放；

工艺流程为：①含水质量百分比8-11%、粒度-200目占40%（质量比）以上的黏湿粉状铁矿粉从双螺旋热烟气干燥机的进料口加入后，通过相互交叉且相对旋转的螺旋叶片的转动作用，铁矿粉在从入料口向出料口移动过程中，吸收从中空旋转轴和螺旋叶片传递的热烟气热量，可使铁矿粉在加热及升温过程中进行干燥；热烟气从双螺旋热烟气干燥机的进风口通入后，热烟气在中空旋转轴和螺旋叶片内部流动过程中，通过对流和辐射传热将自身热量传递给各自的金属器壁，中空旋转轴和螺旋叶片再将热量传递给铁矿粉；当铁矿粉温度升高到150-200℃、水份质量含量在2%以下时，铁矿粉从双螺旋热烟气干燥机的出料口排出，温度为250-300℃的中温烟气从双螺旋热烟气干燥机的出风口排出，从双螺旋热烟气干燥机排出的铁矿粉送入到立式打散机的进料口；②干燥后的铁矿粉从立式打散机的结块干燥料入口加入后，铁矿粉在进料筒内下落过程中，与自下而上流动的中温烟气进行接触，铁矿粉中的细粒物料被烟气流化后成气固两相流后从气固两相流出口排出，铁矿粉中粗粒物料在继续下落过程中与扩散筒接触后，在扩散筒内打散转盘与打散筒的旋转打散作用下，部分粘结的粗粒物料被打细；扩散筒在旋转过程中对从环形进风室进气口吸入的中温烟气进行加压后，中温烟气在从下往上流动过程中，将被打细的铁矿粉吹走并成为气固两相流从气固两相流出口排出，而粗粒的铁矿粉在打散转盘与打散筒的旋转作用下继续进行打散，直到所有粘结物料打散后，铁矿粉才能完全被中温烟气抽走；③从立式打散机排出的气固两相流进入到旋风收尘器中，分离出干燥的粗粒级铁矿粉，初步分离后的气固两相流再进入到布袋收尘器中，进一步回收其中的干燥细粒级铁矿粉，得到温度为150-180℃的干燥细粒级铁矿粉，作为预热物料送给后续的悬浮磁化焙烧装置进行利用，除尘后的烟气再经抽气风机加压后经烟囱进行排放。

在双螺旋热烟气干燥机中，中空旋转轴每两个设置成一组，两个中空旋转轴采用对辊方式布置，相邻中空旋转轴上的螺旋叶片相互交错并相切旋转，当中空旋转轴和螺旋叶片上粘附铁矿粉时，通过粘附铁矿粉之间的相互摩擦作用，其中一个旋转轴上的螺旋叶片可相对另一个旋转轴上的叶片进行铁矿粉的清理。

在所述双螺旋热烟气干燥机内，高温烟气从旋转轴的一端通入到旋转轴内，并在旋转轴内流动过程中，高温烟气通过旋转轴与螺旋叶片之间的连接通道流入到中空的螺旋叶片内，可与物料进行换热，物料干燥后的干燥废气通过上部的排放口进行排放；同时旋转轴内的高温烟气将自身热量以对流和辐射的传热方式传递给各自的金属器壁，金属器壁再将热量以传导传热方式传递给待干燥的铁矿粉。

在双螺旋热烟气干燥机的干燥主体中至少包括两个中空旋转轴和多个螺旋叶片，每个中空旋转轴平行安装在干燥主体中，每个中空旋转轴的一端与进风口的进风室连接，旋转轴和螺旋叶片采用中空结构，材质选用导热性能高的金属制作，中空旋转轴和其上的每个旋转叶片的接触部分采用开孔相连通。

在双螺旋热烟气干燥机内，通过对中空旋转轴内通入550-650℃的高温烟气，可使铁矿粉与中空旋转轴外圆周及螺旋叶片相接触过程中，通过烟气的换热进行铁矿粉的干燥。高温烟气与铁矿粉之间的间接换热方式，可使高温烟气与物料之间不直接接触，降低了排放烟气中粉尘含量。

在所述双螺旋热烟气干燥机的底设置有热风室，在热风室底部设置保温层，热烟气从热风室的进风口进入，为旋转轴和螺旋叶片下部待干燥的黏湿铁矿粉提供热量，换热后的干燥废气通过上部的排放口进行排放。

在所述双螺旋热烟气干燥机中底部区域，保温层将所述的热风室包围，热风室上方设置至少两个旋转轴以及与其连通的若干个螺旋叶片，每个热风室采用U型结构，相连两个热风室之间共用一个U型壁，热烟气从热风室的U型壁一端供入，从热风室U型壁的另一端排出。

本发明取得的有益效果：1、将双螺旋热烟气干燥机与立式打散机集成在一起，可使双螺旋热烟气干燥机排出的预热物料在立式打散机中继续进行干燥及预热，同时干燥使用后的中温烟气热量继续在立式打散机中进行利用，提高了能源利用效率。

2、在双螺旋热烟气干燥机中，粘附在中空旋转轴和螺旋叶片上的物料，可在相互交叉且相对旋转的螺旋叶片作用下，通过粘附物料之间的相互摩擦达到自清理的效果。

3、在物料立式打散机中，对物料粒度的控制采用风力选别的方法，保证了打散物料粒度的均匀性。

4、从立式打散机排出的气固两相流进入到旋风收尘器及布袋收尘器中进行物料回收，在提高铁矿石利用率的同时，降低了环境污染。

附图说明

图1双螺旋热烟气干燥机外形图；

图2双螺旋热烟气干燥机主体结构图；

图3双螺旋热烟气干燥机断面结构图；

图4中空旋转轴和螺旋叶片结构图；

图5物料立式打散机示意图；

图6黏湿粉状铁矿粉干燥打散设备联系图。

具体实施方式

一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，所用设备包括双螺旋热烟气干燥机1、物料立式打散机2、旋风收尘器3、布袋收尘器4，所述双螺旋热烟气干燥机为卧式间接干燥设备，由机架101支撑干燥筒102，干燥筒102一端上部是进料口103、另一端底部是出料口104，中空旋转轴105作为热烟气通过的通道，一部分在干燥筒102内部，两端的其中一端伸出干燥筒102外作为进风口106且通过旋转接头与热烟气来源管连通，中空旋转轴105另一端伸入出风管道110中，再与减速电机111输出轴相连接，出风管道110设有朝上的出风口107，中空旋转轴105上固定有螺旋叶片108，螺旋叶片108内部是空的且内部空间与中空旋转轴105的内部中空相通，中空旋转轴105与干燥筒102、出风管道的接触处有轴密封，热烟气从进风口106进入后经中空旋转轴105、螺旋叶片108、出风管道，由出风口107排出，中空旋转轴105至少有两个，两个相邻中空旋转轴105上的螺旋叶片108相互交叉且相对旋转；所述物料立式打散机2底部由底盘201支撑，驱动机构202固定于底盘201，驱动机构202连接有传动机构203，传动机构203驱动扩散筒204转动，扩散筒204内设置有打散转盘与打散筒，在打散转盘的外圆周面上设置有打散柱，扩散筒204连通着进料筒205，进料筒205下部环绕着环形进风室206，进料筒205中部有结块干燥料入口207，进料筒205顶部有气固两相流出口208；出料口104与结块干燥料入口207相连通，出风口107与环形进风室206相连通，气固两相流出口208连通旋风收尘器3入料口，旋风收尘器3顶部出口连通布袋收尘器4，布袋收尘器4的排出气经由抽气风机5、烟囱6排放；

工艺流程为：①含水质量百分比8-11%、粒度-200目占40%（质量比）以上的黏湿粉状铁矿粉从双螺旋热烟气干燥机的进料口103加入后，通过相互交叉且相对旋转的螺旋叶片108的转动作用，铁矿粉在从入料口向出料口移动过程中，吸收从中空旋转轴105和螺旋叶片108传递的热烟气热量，可使铁矿粉在加热及升温过程中进行干燥；热烟气从双螺旋热烟气干燥机的进风口106通入后，热烟气在中空旋转轴105和螺旋叶片108内部流动过程中，通过对流和辐射传热将自身热量传递给各自的金属器壁，中空旋转轴105和螺旋叶片108再将热量传递给铁矿粉；当铁矿粉温度升高到150-200℃、水份质量含量在2%以下时，铁矿粉从双螺旋热烟气干燥机的出料口104排出，温度为250-300℃的中温烟气从双螺旋热烟气干燥机的出风口107排出，从双螺旋热烟气干燥机排出的铁矿粉送入到立式打散机的进料口；②干燥后的铁矿粉从立式打散机的结块干燥料入口207加入后，铁矿粉在进料筒205内下落过程中，与自下而上流动的中温烟气进行接触，铁矿粉中的细粒物料被烟气流化后成气固两相流后从气固两相流出口208排出，铁矿粉中粗粒物料在继续下落过程中与扩散筒204接触后，在扩散筒内打散转盘与打散筒的旋转打散作用下，部分粘结的粗粒物料被打细；扩散筒在旋转过程中对从环形进风室206进气口吸入的中温烟气进行加压后，中温烟气在从下往上流动过程中，将被打细的铁矿粉吹走并成为气固两相流从气固两相流出口208排出，而粗粒的铁矿粉在打散转盘与打散筒的旋转作用下继续进行打散，直到所有粘结物料打散后，铁矿粉才能完全被中温烟气抽走；③从立式打散机排出的气固两相流进入到旋风收尘器3中，分离出干燥的粗粒级铁矿粉，初步分离后的气固两相流再进入到布袋收尘器4中，进一步回收其中的干燥细粒级铁矿粉，得到温度为150-180℃的干燥细粒级铁矿粉，作为预热物料送给后续的悬浮磁化焙烧装置进行利用，除尘后的烟气再经抽气风机5加压后经烟囱6进行排放。

进一步的，在双螺旋热烟气干燥机中，中空旋转轴105每两个设置成一组，两个中空旋转轴105采用对辊方式布置，相邻中空旋转轴105上的螺旋叶片相互交错并相切旋转，当中空旋转轴105和螺旋叶片108上粘附铁矿粉时，通过粘附铁矿粉之间的相互摩擦作用，其中一个旋转轴上的螺旋叶片可相对另一个旋转轴上的叶片进行铁矿粉的清理。

进一步的，双螺旋热烟气干燥机的底部区域设置保温层109。

进一步的，干燥筒102还包括至少一个热风室112，热风室112由保温层109包围，每个热风室112上方设置两个中空旋转轴105，每个热风室112采用U型结构，相连两个热风室之间共用一个U型壁，热烟气从热风室的U型壁一端供入，从热风室U型壁的另一端排出。

Claims (7)

1.一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征是：所用设备包括双螺旋热烟气干燥机（1）、物料立式打散机（2）、旋风收尘器（3）、布袋收尘器（4），所述双螺旋热烟气干燥机为卧式间接干燥设备，由机架（101）支撑干燥筒（102），干燥筒（102）一端上部是进料口（103）、另一端底部是出料口（104），中空旋转轴（105）作为热烟气通过的通道，一部分在干燥筒（102）内部，两端的其中一端伸出干燥筒（102）外作为进风口（106）且通过旋转接头与热烟气来源管连通，中空旋转轴（105）另一端伸入出风管道（110）中，再与减速电机（111）输出轴相连接，出风管道（110）设有朝上的出风口（107），中空旋转轴（105）上固定有螺旋叶片（108），螺旋叶片（108）内部是空的且内部空间与中空旋转轴（105）的内部中空相通，中空旋转轴（105）与干燥筒（102）、出风管道的接触处有轴密封，热烟气从进风口（106）进入后经中空旋转轴（105）、螺旋叶片（108）、出风管道，由出风口（107）排出，中空旋转轴（105）至少有两个，两个相邻中空旋转轴（105）上的螺旋叶片（108）相互交叉且相对旋转；所述物料立式打散机（2）底部由底盘（201）支撑，驱动机构（202）固定于底盘（201），驱动机构（202）连接有传动机构（203），传动机构（203）驱动扩散筒（204）内旋转部件转动，扩散筒（204）的旋转部件上设置有打散转盘，在打散转盘的外圆周面上设置有打散柱，扩散筒（204）连通着进料筒（205），进料筒（205）下部环绕着环形进风室（206），进料筒（205）中部有结块干燥料入口（207），进料筒（205）顶部有气固两相流出口（208）；出料口（104）与结块干燥料入口（207）相连通，出风口（107）与环形进风室（206）相连通，气固两相流出口（208）连通旋风收尘器（3）入料口，旋风收尘器（3）顶部出口连通布袋收尘器（4），布袋收尘器（4）的排出气经由抽气风机（5）、烟囱（6）排放；

工艺流程为：①含水质量百分比8-11%、粒度-200目占40%以上的黏湿粉状铁矿粉从双螺旋热烟气干燥机的进料口（103）加入后，通过相互交叉且相对旋转的螺旋叶片（108）的转动作用，铁矿粉在从入料口向出料口移动过程中，吸收从中空旋转轴（105）和螺旋叶片（108）传递的热烟气热量，可使铁矿粉在加热及升温过程中进行干燥；热烟气从双螺旋热烟气干燥机的进风口（106）通入后，热烟气在中空旋转轴（105）和螺旋叶片（108）内部流动过程中，通过对流和辐射传热将自身热量传递给各自的金属器壁，中空旋转轴（105）和螺旋叶片（108）再将热量传递给铁矿粉；当铁矿粉温度升高到150-200℃、水份质量含量在2%以下时，铁矿粉从双螺旋热烟气干燥机的出料口（104）排出，温度为250-300℃的中温烟气从双螺旋热烟气干燥机的出风口（107）排出，从双螺旋热烟气干燥机排出的铁矿粉送入到立式打散机的进料口；②干燥后的铁矿粉从立式打散机的结块干燥料入口（207）加入后，铁矿粉在进料筒（205）内下落过程中，与自下而上流动的中温烟气进行接触，铁矿粉中的细粒物料被烟气流化后成气固两相流后从气固两相流出口（208）排出，铁矿粉中粗粒物料在继续下落过程中与扩散筒（204）接触后，在扩散筒内打散转盘与打散筒的旋转打散作用下，部分粘结的粗粒物料被打细；扩散筒在旋转过程中对从环形进风室（206）进气口吸入的中温烟气进行加压后，中温烟气在从下往上流动过程中，将被打细的铁矿粉吹走并成为气固两相流从气固两相流出口（208）排出，而粗粒的铁矿粉在打散转盘与打散筒的旋转作用下继续进行打散，直到所有粘结物料打散后，铁矿粉才能完全被中温烟气抽走；③从立式打散机排出的气固两相流进入到旋风收尘器（3）中，分离出干燥的粗粒级铁矿粉，初步分离后的气固两相流再进入到布袋收尘器（4）中，进一步回收其中的干燥细粒级铁矿粉，得到温度为150-180℃的干燥细粒级铁矿粉，作为预热物料送给后续的悬浮磁化焙烧装置进行利用，除尘后的烟气再经抽气风机（5）加压后经烟囱（6）进行排放。

2.根据权利要求1所述的一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征是：在双螺旋热烟气干燥机中，中空旋转轴（105）每两个设置成一组，两个中空旋转轴（105）采用对辊方式布置，相邻中空旋转轴（105）上的螺旋叶片相互交错并相切旋转，当中空旋转轴（105）和螺旋叶片（108）上粘附铁矿粉时，通过粘附铁矿粉之间的相互摩擦作用，其中一个旋转轴上的螺旋叶片可相对另一个旋转轴上的叶片进行铁矿粉的清理。

3.根据权利要求1所述的一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征是：双螺旋热烟气干燥机的底部区域设置保温层（109）。

4.根据权利要求1所述的一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征是：干燥筒（102）还包括至少一个热风室（112），热风室（112）由保温层（109）包围，每个热风室（112）上方设置两个中空旋转轴（105），每个热风室（112）采用U型结构，相连两个热风室之间共用一个U型壁，热烟气从热风室的U型壁一端供入，从热风室U型壁的另一端排出。

5.根据权利要求1所述的一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征在于：在双螺旋热烟气干燥机内，高温烟气从旋转轴的一端通入到旋转轴内，并在旋转轴内流动过程中，高温烟气通过旋转轴与螺旋叶片之间的连接通道流入到中空的螺旋叶片内，可与物料进行换热，物料干燥后的干燥废气通过上部的排放口进行排放；同时旋转轴内的高温烟气将自身热量以对流和辐射的传热方式传递给各自的金属器壁，金属器壁再将热量以传导传热方式传递给待干燥的铁矿粉。

6.根据权利要求1或3所述的一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征在于：在双螺旋热烟气干燥机的底设置有热风室，在热风室底部设置保温层，热烟气从热风室的进风口进入，为旋转轴和螺旋叶片下部待干燥的黏湿铁矿粉提供热量，换热后的干燥废气通过上部的排放口进行排放。

7.根据权利要求1或3所述的一种黏湿粉状铁矿粉干燥打散工艺，其特征在于：在双螺旋热烟气干燥机中，保温层将所述的热风室包围，热风室上方设置至少两个旋转轴以及与其连通的若干个螺旋叶片，每个热风室采用U型结构，相连两个热风室之间共用一个U型壁，热烟气从热风室的U型壁一端供入，从热风室U型壁的另一端排出。