CN111589563A - 一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置及方法，装置包括给料仓、文丘里干燥器、预氧化悬浮焙烧炉、悬浮还原焙烧炉、收集仓、干式磁选机、一段磨矿机、一段弱磁选机、二段磨矿机、二段弱磁选机和引风机；方法为：(1)铁尾矿磨细；(2)粉矿输送到文丘里干燥器；(3)文丘里干燥器内燃烧烟气与粉矿混合脱水；(4)粉矿预热进入预氧化悬浮焙烧炉；(5)在悬浮状态预氧化焙烧后进入悬浮还原焙烧炉；(6)在悬浮状态进行还原焙烧；(7)冷却后进入收集仓；(8)经干式磁选后进行一段磨矿和一段弱磁选；再进行二段磨矿和二段弱磁选。本发明的装置及方法与具有传热传质效率高，生产连续性强，处理能力大，适应性强，易实现规模化工业生产等优点。

Description

一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置及方法
技术领域
本发明属于选矿技术领域，特别涉及一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置及方法。
背景技术
铁矿选矿厂的铁尾矿一般由浮选尾矿和磁选尾矿构成，粒度较细，磁性弱；铁尾矿中的铁矿物多以菱铁矿、褐铁矿和微细粒赤铁矿存在，此类铁矿物难以通过磁选、浮选等传统选矿方法再次回收。铁尾矿的大量堆存，不仅污染环境，造成金属铁流失严重，严重浪费铁矿资源，还存在尾矿坝溃坝的风险。因此，如何高效回收铁尾矿中的铁，减少资源浪费，降低环境污染，对促进铁矿清洁、高效生产以及生态文明建设具有重大的意义。
专利CN201710561769.4公开一种难选铁矿石综合尾矿磁化焙烧干磨干选工艺，提出首先采用干式磁选机抛掉综合尾矿中的浮选尾矿，得到的弱磁性矿物经过造粒、回转窑焙烧和分选，实现了铁资源的回收；但该工艺首先抛掉综合尾矿中的浮选尾矿可能造成浮选尾矿中的微细粒铁矿物仍然无法得到回收，而且尾矿需要造粒并在回转窑中焙烧，存在工艺适应性不强、生产效率低等问题。
专利CN201610336757.7公开一种难选铁矿石综合尾矿提铁工艺，提出将综合尾矿磁选分离，磁性尾矿通过分级-磁选获得铁精矿，弱磁选尾矿通过制粒在回转窑中焙烧或采用分级分层在隧道窑中焙烧，最后经磁选获得铁精矿，实现了该综合尾矿铁资源的回收；但该工艺需要造粒或分层布料焙烧，存在工艺复杂、生产连续性差、效率低等问题。
研究铁尾矿高效提铁的工业化设备，是实现铁尾矿规模化利用的关键。
发明内容
针对现有铁尾矿提铁技术工艺存在的效率低、生产连续性差等技术问题，本发明提供一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置及方法。
本发明的铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置包括给料仓2、文丘里干燥器5、第一旋风预热器6、第二旋风预热器7、预氧化悬浮焙烧炉8、热分离旋风筒10、悬浮还原焙烧炉12、收集仓18、干式磁选机19、一段磨矿机20、一段弱磁选机21、二段磨矿机22、二段弱磁选机23、收尘器26和引风机30；给料仓2的出口与螺旋给料机4相对，螺旋给料机4的与文丘里干燥器5的进料口相对；文丘里干燥器5的出料口与第一旋风预热器6的进料口连通，第一旋风预热器6的出料口与第二旋风预热器7的进料口连通，第二旋风预热器7的出料口与预氧化悬浮焙烧炉8下方的进料口连通；预氧化悬浮焙烧炉8底部设有燃烧器和进气口，预氧化悬浮焙烧炉8上部通过管道与热分离旋风筒10的进料口连通，热分离旋风筒10的出料口与第一流动密封阀11的进口连通，第一流动密封阀11的出口与悬浮还原焙烧炉12顶部的进料口连通，悬浮还原焙烧炉12的底部设有多个进气口，多个进气口与一个气体混合罐连通，气体混合罐同时与煤气气源和氮气气源连通；悬浮还原焙烧炉12侧部的出料口与第二流动密封阀14的进口连通，第二流动密封阀14的出口与第一冷却旋风筒15的进料口连通，第一冷却旋风筒15的出料口与第二冷却旋风筒16的进料口连通，第二冷却旋风筒16的出料口与第三冷却旋风筒17的进料口连通，第三冷却旋风筒17的出料口与收集仓18的进口连通；收集仓18的出口与干式磁选机19的进料口相配合，干式磁选机19的精矿出口与一段磨矿机20的进料口相配合，一段磨矿机20的出料口与一段弱磁选机21的进料口相配合，一段磁选机21的精矿出口与二段磨矿机22的进料口相配合，二段磨矿机22的出料口与二段弱磁选机23的进料口相配合；第一旋风预热器6的出气口与收尘器26的进气口连通，收尘器26的出气口与引风机30连通。
上述装置中，给料仓2上方设有送料皮带1，用于向给料仓2传输物料。
上述装置中，给料仓2和螺旋给料机4之间设有失重式给料机3，失重式给料机3分别与给料仓2的出口和螺旋给料机4的进料端相对。
上述装置中，收尘器26的出料口与空气斜槽27相对，空气斜槽27的出料口与气力输送泵28的进料口相对，气力输送泵28的出气口与热分离旋风筒10的进料口连通，气力输送泵28的进气口与罗茨鼓风机29连通；热分离旋风筒10的出气口与第二旋风预热器7的进料口连通；第二旋风预热器7的出气口通过管道与文丘里干燥器5底部的进气口连通，该管道上设有第二辅助燃烧器9-3和第三灰斗阀门32-3，第二辅助燃烧器9-3与煤气气源连通。
上述装置中，悬浮还原焙烧炉12顶部设有排气口与旋风分离器13底部进料口连通，旋风分离器13的出气口与预氧化悬浮焙烧炉8下部的进料口连通，旋风分离器13的出料口与悬浮还原焙烧炉12顶部的第二进料口连通。
上述装置中，第三冷却旋风筒17的出气口与第二冷却旋风筒16的进料口连通；第二冷却旋风筒16的出气口通过管道与第一冷却旋风筒15的进料口连通，该管道上设有第一灰斗阀门32-1；第一冷却旋风筒15的出气口通过管道与预氧化悬浮焙烧炉8底部的进气口连通，该管道上设有第二灰斗阀门32-2；第三冷却旋风筒17的进气口设有空气管道33-3用于通入空气。
上述装置中，预氧化悬浮焙烧炉8底部设有的燃烧器由主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2组成，主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2分别与煤气气源连通。
上述装置中，引风机30的出口与烟囱31连通。
上述装置中，干式磁选机19、一段弱磁选机21和二段弱磁选机23的尾矿出口均与尾矿收集器25相对。
上述装置中，二段弱磁选机23的精矿出口与精矿收集器24相对。
上述装置中，预氧化悬浮焙烧炉8、悬浮还原焙烧炉12和收尘器26装配有电偶测温装置和压力传感器用于检测温度和压力。
上述装置中，第一冷却旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17装配有电偶测温装置和压力传感器用于检测温度和压力。
本发明的铁尾矿悬浮焙烧提铁的方法是采用上述装置，按以下步骤进行：
1、将铁尾矿破碎并磨细至粒径-0.038mm的部分占总质量≥60％，获得粉矿；所述的铁尾矿为磁选铁尾矿或浮选铁尾矿，铁品位TFe 12～20％，按质量百分比含SiO2 40～50％；
2、将粉矿置于给料仓2内，然后输送到螺旋给料机4，通过螺旋给料机4连续输送到文丘里干燥器5内；
3、启动引风机30，使收尘器26、第一旋风预热器6、第二旋风预热器7、文丘里干燥器5、热分离旋风筒10和预氧化悬浮焙烧炉8内产生负压；向文丘里干燥器5内通入燃烧烟气，燃烧烟气与粉矿混合，脱除粉矿的吸附水；控制文丘里干燥器5的出料口的物料温度为130～140℃；
4、燃烧烟气和脱除吸附水的粉矿从文丘里干燥器5进入第一旋风预热器6，经旋风分离后的固体物料进入第二旋风预热器7，经二次旋风分离后的固体物料在第二旋风预热器7内被预热至400～500℃，然后进入预氧化悬浮焙烧炉8；
5、启动燃烧器将通入的煤气燃烧生成高温烟气进入预氧化悬浮焙烧炉8，同时通过进气口向预氧化悬浮焙烧炉8通入空气，在气流以及负压作用下，预氧化悬浮焙烧炉8内的固体物料处于悬浮状态，并被加热至650～700℃进行预氧化焙烧，预氧化焙烧后的固体物料随气流从预氧化悬浮焙烧炉8上部排出，进入热分离旋风筒10；经旋风分离后的固体物料作为预氧化渣粉，从热分离旋风筒10排出，经第一流动密封阀11进入悬浮还原焙烧炉12；
6、从悬浮还原焙烧炉12底部通入煤气和氮气，预氧化渣粉在气流以及负压作用下处于悬浮状态，并在550～600℃进行还原焙烧，弱磁性Fe2O3经还原生成强磁性的Fe3O4，还原焙烧后的固体物料作为还原渣粉，从悬浮还原焙烧炉12侧部排出；
7、从悬浮还原焙烧炉12排出的还原渣粉进入第二流动密封阀14后，再依次经过第一冷却旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17后，降温至≤100℃进入收集仓18；
8、收集仓18内的还原渣粉冷却至常温后，输送至干式磁选机19，经干式磁选后的干式磁选精矿输送至一段磨矿机20，经一段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量70～80％，然后进入一段弱磁选机21进行一段弱磁选；一段弱磁选后的一段磁选精矿输送至二段磨矿机22，经二段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量90～95％，然后进入二段弱磁选机23进行二段弱磁选；二段弱磁选后的二段磁选精矿作为铁精矿。
上述的方法中，通过送料皮带1向给料仓2传输粉矿。
上述的方法中，给料仓2内的粉矿通过失重式给料机3连续输送到螺旋给料机4。
上述的方法中，粉矿进入第一旋风预热器6后，分离出的气体从第一旋风预热器6排出后进入收尘器26，经除尘后的气体进入引风机30；除尘产生的粉尘排出后，经空气斜槽27进入气力输送泵28；通过罗茨鼓风机29向气力输送泵28吹入空气，将气力输送泵28内的粉尘输送到热分离旋风筒10；热分离旋风筒10在旋风分离过程中分离出的气体通入第二旋风预热器7；第二旋风预热器7在旋风分离过程中分离出的气体通过管道通入文丘里干燥器5，该管道上设置的第二辅助燃烧器9-3同时向文丘里干燥器5内通入燃烧烟气，该管道上设置的第三灰斗阀门32-3用于清灰。
上述方法中，悬浮还原焙烧炉12在还原焙烧过程中产生气体从顶部的排气口通入旋风分离器13；旋风分离器13分离出的粉尘通过悬浮还原焙烧炉12顶部的第二进料口返回悬浮还原焙烧炉12，分离出的气体通入预氧化悬浮焙烧炉8下部的进料口。
上述方法中，第三冷却旋风筒17在旋风分离过程中分离的气体通入第二冷却旋风筒16的进料口；第二冷却旋风筒16在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入第一冷却旋风筒15的进料口，该管道上设置的第一灰斗阀门32-1用于清灰；第一冷却旋风筒15在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入预氧化悬浮焙烧炉8底部的进气口，该管道上设置的第二灰斗阀门32-2用于清灰；同时通过第三冷却旋风筒17的进气口连接的空气管道33-3通入空气。
上述方法中，预氧化悬浮焙烧炉8底部设置的燃烧器由主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2组成，分别通过煤气管道33-1通入煤气。
上述方法中，悬浮还原焙烧炉12的多个进气口连通的气体混合罐通过煤气管道33-1和氮气管道33-2分别通入煤气和氮气。
上述方法中，引风机30排出的气体通过烟囱31排放。
上述方法中，干式磁选、一段弱磁选和二段弱磁选产生的干式磁选尾矿、一段磁选尾矿和二段磁选尾矿放入尾矿收集器25，二段弱磁选机产生的铁精矿进入精矿收集器24。
上述方法中，分别通过预氧化悬浮焙烧炉8、悬浮还原焙烧炉12和收尘器26装配的电偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
上述方法中，分别通过第一旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17装配的偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
上述方法中，脱除粉矿的吸附水时的主要反应式为：
mFe2O3·nH2O＝mFe2O3+nH2O、
3FeCO3＝Fe3O4+CO+2CO2和
3Fe2O3+CO＝Fe3O4+CO2。
上述方法中，进入预氧化焙烧炉的物料在预氧化焙烧炉内的停留时间为10～20min。
上述方法中，从悬浮还原焙烧炉12底部通入煤气和氮气时，煤气的通入量按煤气中H2/CO与氧化渣粉中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.1～1.3倍，完全反应所依据的反应式为：
Fe2O3+H2/CO→Fe2O3+H2O/CO2；
同时控制煤气在预氧化焙烧炉内的体积浓度为20～40％。
上述方法中，预氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为30～60min。
上述方法中，干式磁选的磁场强度1800～2000Oe，一段弱磁选采用湿式弱磁选机，磁场强度1200～1500Oe，二段弱磁选采用湿式弱磁选机，磁场强度1000～1200Oe。
上述的铁精矿TFe品位64～66％。
上述方法中，铁回收率48～58％。
本发明的装置及方法与当前铁尾矿提铁的传统选矿工艺和焙烧工艺相比，具有传热传质效率高，生产连续性强，处理能力大，适应性强，易实现规模化工业生产等优点。
附图说明
图1为本发明实施例中的铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置结构示意图；
图中，1、送料皮带，2、给料仓，3、失重式给料机，4、螺旋给料机，5、文丘里干燥器，6、第一旋风预热器，7、第二旋风预热器，8、预氧化悬浮焙烧炉，9-1、主燃烧器，9-2、第一辅助燃烧器，9-3、第二辅助燃烧器，10、热分离旋风筒，11、第一流动密封阀，12、悬浮还原焙烧炉，13、旋风分离器，14、第二流动密封阀，15、第一冷却旋风筒，16、第二冷却旋风筒，17、第三冷却旋风筒，18、收集仓，19、干式磁选机，20、一段磨矿机，21、一段弱磁选机，22、二段磨矿机，23、二段弱磁选机，24、精矿收集器，25、尾矿收集器，26、收尘器，27、空气斜槽，28、气力输送泵，29、罗茨鼓风机，30、引风机，31、烟囱，32-1、第一灰斗阀门，32-2、第二灰斗阀门、32-3、第三灰斗阀门，33-1、煤气管道，33-2、氮气管道，33-3、空气管道；
图2为本发明实施例中的流动密封阀结构原理示意图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的送料皮带、失重式给料机、干式磁选机、空气斜槽、灰斗阀门、气力输送泵、磨矿机、螺旋给料机和文丘里干燥器为市购产品。
本发明实施例中采用的第一冷却旋风筒、第二冷却旋风筒、第三冷却旋风筒、第一旋风预热器和第二旋风预热器均为市购旋风分离器。
本发明实施例中采用的流动密封阀结构原理如图2所示，流动密封阀内部设有挡板将流动密封阀内部分隔为进料室和出料室，挡板的顶边和侧边与流动密封阀内部固定连接，挡板的底边与流动密封阀的底部之间有间隙作为水平通道；进料室侧壁上设有进料口，出料室侧壁上设有出料口，进料口和出料口均位于挡板底边的上方，且进料口高于出料口；进料室底板上设有松动风入口与进气管道1连通，出料室底板上设有流化风入口与进气管道2连通；进气管道1和进气道管2分别与气源连通。
本发明实施例中流动密封阀的工作方法为：从进料口进入的固体物料逐渐累积，当固体物料将水平通道封闭时，通过进气管道1向进料室通入气体作为松动风，通过进气管道2向出料室通入气体作为流化风，使进料室内的固体物料在气流作用下向出料室运动；随着固体物料在进料室和出料室内逐渐累积，当出料室内的固体物料顶面升高到出料口的位置时，在气流作用下，出料室内的固体物料从出料口排出。
本发明实施例中气管道1和进气管道2分别与氮气气源连通，采用氮气作为松动风和流化风。
本发明实施例中分别通过预氧化悬浮焙烧炉8、悬浮还原焙烧炉12和收尘器26装配的电偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
本发明实施例中分别通过第一旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17装配的偶测温装置和压力传感器检测温度和压力。
实施例1
铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置结构如图1所示，包括给料仓2、文丘里干燥器5、第一旋风预热器6、第二旋风预热器7、预氧化悬浮焙烧炉8、热分离旋风筒10、悬浮还原焙烧炉12、收集仓18、干式磁选机19、一段磨矿机20、一段弱磁选机21、二段磨矿机22、二段弱磁选机23、收尘器26和引风机30；
给料仓2上方设有送料皮带1，用于向给料仓2传输物料；给料仓2和螺旋给料机4之间设有失重式给料机3，失重式给料机3分别与给料仓2的出口和螺旋给料机4的进料端相对，螺旋给料机4的与文丘里干燥器5的进料口相对；
文丘里干燥器5的出料口与第一旋风预热器6的进料口连通，第一旋风预热器6的出料口与第二旋风预热器7的进料口连通，第二旋风预热器7的出料口与预氧化悬浮焙烧炉8下方的进料口连通，预氧化悬浮焙烧炉8底部设有燃烧器和进气口，预氧化悬浮焙烧炉8上部通过管道与热分离旋风筒10的进料口连通，热分离旋风筒10的出料口与第一流动密封阀11的进口连通，第一流动密封阀11的出口与悬浮还原焙烧炉12顶部的进料口连通；
悬浮还原焙烧炉12的底部设有多个进气口，多个进气口与一个气体混合罐连通，气体混合罐同时与煤气气源和氮气气源连通；悬浮还原焙烧炉12侧部的出料口与第二流动密封阀14的进口连通，第二流动密封阀14的出口与第一冷却旋风筒15的进料口连通，第一冷却旋风筒15的出料口与第二冷却旋风筒16的进料口连通，第二冷却旋风筒16的出料口与第三冷却旋风筒17的进料口连通，第三冷却旋风筒17的出料口与收集仓18的进口连通；
收集仓18的出口与干式磁选机19的进料口相配合，干式磁选机19的精矿出口与一段磨矿机20的进料口相配合，一段磨矿机20的出料口与一段弱磁选机21的进料口相配合，一段磁选机21的精矿出口与二段磨矿机22的进料口相配合，二段磨矿机22的出料口与二段弱磁选机23的进料口相配合；第一旋风预热器6的出气口与收尘器26的进气口连通，收尘器26的出气口与引风机30连通；
收尘器26的出料口与空气斜槽27相对，空气斜槽27的出料口与气力输送泵28的进料口相对，气力输送泵28的出气口与热分离旋风筒10的进料口连通，气力输送泵28的进气口与罗茨鼓风机29连通；热分离旋风筒10的出气口与第二旋风预热器7的进料口连通；第二旋风预热器7的出气口通过管道与文丘里干燥器5底部的进气口连通，该管道上设有第二辅助燃烧器9-3和第三灰斗阀门32-3，第二辅助燃烧器9-3与煤气气源连通；
悬浮还原焙烧炉12顶部设有排气口与旋风分离器13底部进料口连通，旋风分离器13的出气口与预氧化悬浮焙烧炉8下部的进料口连通，旋风分离器13的出料口与悬浮还原焙烧炉12顶部的第二进料口连通；
第三冷却旋风筒17的出气口与第二冷却旋风筒16的进料口连通；第二冷却旋风筒16的出气口通过管道与第一冷却旋风筒15的进料口连通，该管道上设有第一灰斗阀门32-1；第一冷却旋风筒15的出气口通过管道与预氧化悬浮焙烧炉8底部的进气口连通，该管道上设有第二灰斗阀门32-2；第三冷却旋风筒17的进气口设有空气管道33-3用于通入空气；
预氧化悬浮焙烧炉8底部设有的燃烧器由主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2组成，主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2分别与煤气气源连通；
引风机30的出口与烟囱31连通；
干式磁选机19、一段弱磁选机21和二段弱磁选机23的尾矿出口均与尾矿收集器25相对；二段弱磁选机23的精矿出口与精矿收集器24相对；
采用的铁尾矿为磁选铁尾矿，铁品位TFe 13.08％，按质量百分比含SiO2 44％，铁矿物主要为赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿；方法为：
将铁尾矿破碎并磨细至粒径-0.038mm的部分占总质量65％，获得粉矿；
通过送料皮带1向给料仓2传输粉矿，给料仓2内的粉矿通过失重式给料机3连续输送到螺旋给料机4，通过螺旋给料机4连续输送到文丘里干燥器5内；
启动引风机30，使收尘器26、第一旋风预热器6、第二旋风预热器7、文丘里干燥器5、热分离旋风筒10和预氧化悬浮焙烧炉8内产生负压；向文丘里干燥器5内通入燃烧烟气，燃烧烟气与粉矿混合，脱除粉矿的吸附水；控制文丘里干燥器5的出料口的物料温度为130℃；
燃烧烟气和脱除吸附水的粉矿从文丘里干燥器5进入第一旋风预热器6，经旋风分离后的固体物料进入第二旋风预热器7，经二次旋风分离后的固体物料在第二旋风预热器7内被预热至400℃，然后进入预氧化悬浮焙烧炉8；
粉矿进入第一旋风预热器6后，分离出的气体从第一旋风预热器6排出后进入收尘器26，经除尘后的气体进入引风机30；引风机30排出的气体通过烟囱31排放；
除尘产生的粉尘排出后，经空气斜槽27进入气力输送泵28；通过罗茨鼓风机29向气力输送泵28吹入空气，将气力输送泵28内的粉尘输送到热分离旋风筒10；热分离旋风筒10在旋风分离过程中分离出的气体通入第二旋风预热器7；第二旋风预热器7在旋风分离过程中分离出的气体通过管道通入文丘里干燥器5，该管道上设置的第二辅助燃烧器9-3同时向文丘里干燥器5内通入燃烧烟气，该管道上设置的第三灰斗阀门32-3用于清灰；
预氧化悬浮焙烧炉8底部设置的燃烧器由主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2组成，分别通过煤气管道33-1通入煤气；
启动燃烧器将通入的煤气燃烧生成高温烟气进入预氧化悬浮焙烧炉8，同时通过进气口向预氧化悬浮焙烧炉8通入空气，在气流以及负压作用下，预氧化悬浮焙烧炉8内的固体物料处于悬浮状态，并被加热至650℃进行预氧化焙烧，预氧化焙烧后的固体物料随气流从预氧化悬浮焙烧炉8上部排出，进入热分离旋风筒10；经旋风分离后的固体物料作为预氧化渣粉，从热分离旋风筒10排出，经第一流动密封阀11进入悬浮还原焙烧炉12；进入预氧化焙烧炉的物料在预氧化焙烧炉内的停留时间为20min；
悬浮还原焙烧炉12的多个进气口连通的气体混合罐通过煤气管道33-1和氮气管道33-2分别通入煤气和氮气，预氧化渣粉在气流以及负压作用下处于悬浮状态，并在550℃进行还原焙烧，弱磁性Fe2O3经还原生成强磁性的Fe3O4，还原焙烧后的固体物料作为还原渣粉，从悬浮还原焙烧炉12侧部排出；从悬浮还原焙烧炉12底部通入煤气和氮气时，煤气的通入量按煤气中H2/CO与氧化渣粉中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.1倍；同时控制煤气在预氧化焙烧炉内的体积浓度为40％；预氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为60min；
悬浮还原焙烧炉12在还原焙烧过程中产生气体从顶部的排气口通入旋风分离器13；旋风分离器13分离出的粉尘通过悬浮还原焙烧炉12顶部的第二进料口返回悬浮还原焙烧炉12，分离出的气体通入预氧化悬浮焙烧炉8下部的进料口；
从悬浮还原焙烧炉12排出的还原渣粉进入第二流动密封阀14后，再依次经过第一冷却旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17后，降温至≤100℃进入收集仓18；
第三冷却旋风筒17在旋风分离过程中分离的气体通入第二冷却旋风筒16的进料口；第二冷却旋风筒16在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入第一冷却旋风筒15的进料口，该管道上设置的第一灰斗阀门32-1用于清灰；第一冷却旋风筒15在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入预氧化悬浮焙烧炉8底部的进气口，该管道上设置的第二灰斗阀门32-2用于清灰；同时通过第三冷却旋风筒17的进气口连接的空气管道33-3通入空气；
收集仓18内的还原渣粉冷却至常温后，输送至干式磁选机19，经干式磁选后的干式磁选精矿输送至一段磨矿机20，经一段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量70％，然后进入一段弱磁选机21进行一段弱磁选；一段弱磁选后的一段磁选精矿输送至二段磨矿机22，经二段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量90％，然后进入二段弱磁选机23进行二段弱磁选；二段弱磁选后的二段磁选精矿作为铁精矿；干式磁选的磁场强度1800Oe，一段弱磁选采用湿式弱磁选机，磁场强度1200Oe，二段弱磁选采用湿式弱磁选机，磁场强度1000Oe；
干式磁选、一段弱磁选和二段弱磁选产生的干式磁选尾矿、一段磁选尾矿和二段磁选尾矿放入尾矿收集器25，二段弱磁选机产生的铁精矿进入精矿收集器24；
铁精矿TFe品位64.27％；铁回收率48.92％。
实施例2
装置结构同实施例1；
采用的铁尾矿为浮选铁尾矿，铁品位TFe 19.24％，按质量百分比含SiO2 47％，方法同实施例1，不同点在于：
(1)将铁尾矿破碎并磨细至粒径-0.038mm的部分占总质量60％；
(2)控制文丘里干燥器5的出料口的物料温度为135℃；固体物料在第二旋风预热器7内被预热至450℃；
(3)预氧化焙烧温度680℃；进入预氧化焙烧炉的物料在预氧化焙烧炉内的停留时间为15min；
(4)还原焙烧温度580℃；煤气的通入量按煤气中H2/CO与氧化渣粉中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.2倍；控制煤气在预氧化焙烧炉内的体积浓度为30％；预氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为40min；
(5)干式磁选的磁场强度1900Oe；一段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量75％，一段弱磁选的磁场强度1300Oe；二段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量93％，二段弱磁选的磁场强度1100Oe；
(6)铁精矿TFe品位65.32％；铁回收率57.97％。
实施例3
装置结构同实施例1；
采用的铁尾矿铁品位TFe 15.86％，按质量百分比含SiO2 45％，方法同实施例1，不同点在于：
(1)将铁尾矿破碎并磨细至粒径-0.038mm的部分占总质量70％；
(2)控制文丘里干燥器5的出料口的物料温度为140℃；固体物料在第二旋风预热器7内被预热至500℃；
(3)预氧化焙烧温度700℃；进入预氧化焙烧炉的物料在预氧化焙烧炉内的停留时间为10min；
(4)还原焙烧温度600℃；煤气的通入量按煤气中H2/CO与氧化渣粉中的Fe2O3完全反应理论所需量的1.3倍；控制煤气在预氧化焙烧炉内的体积浓度为20％；预氧化渣粉在还原焙烧炉内的停留时间为30min；
(5)干式磁选的磁场强度2000Oe；一段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量80％，一段弱磁选的磁场强度1500Oe；二段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量95％，二段弱磁选的磁场强度1200Oe；
(6)铁精矿TFe品位65.25％；铁回收率54.39％。

Claims (10)

1.一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置，其特征在于包括给料仓2、文丘里干燥器5、第一旋风预热器6、第二旋风预热器7、预氧化悬浮焙烧炉8、热分离旋风筒10、悬浮还原焙烧炉12、收集仓18、干式磁选机19、一段磨矿机20、一段弱磁选机21、二段磨矿机22、二段弱磁选机23、收尘器26和引风机30；给料仓2的出口与螺旋给料机4相对，螺旋给料机4的与文丘里干燥器5的进料口相对；文丘里干燥器5的出料口与第一旋风预热器6的进料口连通，第一旋风预热器6的出料口与第二旋风预热器7的进料口连通，第二旋风预热器7的出料口与预氧化悬浮焙烧炉8下方的进料口连通；预氧化悬浮焙烧炉8底部设有燃烧器和进气口，预氧化悬浮焙烧炉8上部通过管道与热分离旋风筒10的进料口连通，热分离旋风筒10的出料口与第一流动密封阀11的进口连通，第一流动密封阀11的出口与悬浮还原焙烧炉12顶部的进料口连通，悬浮还原焙烧炉12的底部设有多个进气口，多个进气口与一个气体混合罐连通，气体混合罐同时与煤气气源和氮气气源连通；悬浮还原焙烧炉12侧部的出料口与第二流动密封阀14的进口连通，第二流动密封阀14的出口与第一冷却旋风筒15的进料口连通，第一冷却旋风筒15的出料口与第二冷却旋风筒16的进料口连通，第二冷却旋风筒16的出料口与第三冷却旋风筒17的进料口连通，第三冷却旋风筒17的出料口与收集仓18的进口连通；收集仓18的出口与干式磁选机19的进料口相配合，干式磁选机19的精矿出口与一段磨矿机20的进料口相配合，一段磨矿机20的出料口与一段弱磁选机21的进料口相配合，一段磁选机21的精矿出口与二段磨矿机22的进料口相配合，二段磨矿机22的出料口与二段弱磁选机23的进料口相配合；第一旋风预热器6的出气口与收尘器26的进气口连通，收尘器26的出气口与引风机30连通。
2.根据权利要求1所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置，其特征在于所述的收尘器26的出料口与空气斜槽27相对，空气斜槽27的出料口与气力输送泵28的进料口相对，气力输送泵28的出气口与热分离旋风筒10的进料口连通，气力输送泵28的进气口与罗茨鼓风机29连通；热分离旋风筒10的出气口与第二旋风预热器7的进料口连通；第二旋风预热器7的出气口通过管道与文丘里干燥器5底部的进气口连通，该管道上设有第二辅助燃烧器9-3和第三灰斗阀门32-3，第二辅助燃烧器9-3与煤气气源连通。
3.根据权利要求1所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置，其特征在于所述的悬浮还原焙烧炉12顶部设有排气口与旋风分离器13底部进料口连通，旋风分离器13的出气口与预氧化悬浮焙烧炉8下部的进料口连通，旋风分离器13的出料口与悬浮还原焙烧炉12顶部的第二进料口连通。
4.根据权利要求1所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置，其特征在于所述的第三冷却旋风筒17的出气口与第二冷却旋风筒16的进料口连通；第二冷却旋风筒16的出气口通过管道与第一冷却旋风筒15的进料口连通，该管道上设有第一灰斗阀门32-1；第一冷却旋风筒15的出气口通过管道与预氧化悬浮焙烧炉8底部的进气口连通，该管道上设有第二灰斗阀门32-2；第三冷却旋风筒17的进气口设有空气管道33-3用于通入空气。
5.根据权利要求1所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的装置，其特征在于所述的预氧化悬浮焙烧炉8底部设有的燃烧器由主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2组成，主燃烧器9-1和第一辅助燃烧器9-2分别与煤气气源连通。
6.一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：
(1)将铁尾矿破碎并磨细至粒径-0.038mm的部分占总质量≥60％，获得粉矿；所述的铁尾矿为磁选铁尾矿或浮选铁尾矿，铁品位TFe 12～20％，按质量百分比含SiO2 40～50％；
(2)将粉矿置于给料仓2内，然后输送到螺旋给料机4，通过螺旋给料机4连续输送到文丘里干燥器5内；
(3)启动引风机30，使收尘器26、第一旋风预热器6、第二旋风预热器7、文丘里干燥器5、热分离旋风筒10和预氧化悬浮焙烧炉8内产生负压；向文丘里干燥器5内通入燃烧烟气，燃烧烟气与粉矿混合，脱除粉矿的吸附水；控制文丘里干燥器5的出料口的物料温度为130～140℃；
(4)燃烧烟气和脱除吸附水的粉矿从文丘里干燥器5进入第一旋风预热器6，经旋风分离后的固体物料进入第二旋风预热器7，经二次旋风分离后的固体物料在第二旋风预热器7内被预热至400～500℃，然后进入预氧化悬浮焙烧炉8；
(5)启动燃烧器将通入的煤气燃烧生成高温烟气进入预氧化悬浮焙烧炉8，同时通过进气口向预氧化悬浮焙烧炉8通入空气，在气流以及负压作用下，预氧化悬浮焙烧炉8内的固体物料处于悬浮状态，并被加热至650～700℃进行预氧化焙烧，预氧化焙烧后的固体物料随气流从预氧化悬浮焙烧炉8上部排出，进入热分离旋风筒10；经旋风分离后的固体物料作为预氧化渣粉，从热分离旋风筒10排出，经第一流动密封阀11进入悬浮还原焙烧炉12；
(6)从悬浮还原焙烧炉12底部通入煤气和氮气，预氧化渣粉在气流以及负压作用下处于悬浮状态，并在550～600℃进行还原焙烧，弱磁性Fe2O3经还原生成强磁性的Fe3O4，还原焙烧后的固体物料作为还原渣粉，从悬浮还原焙烧炉12侧部排出；
(7)从悬浮还原焙烧炉12排出的还原渣粉进入第二流动密封阀14后，再依次经过第一冷却旋风筒15、第二冷却旋风筒16和第三冷却旋风筒17后，降温至≤100℃进入收集仓18；
(8)收集仓18内的还原渣粉冷却至常温后，输送至干式磁选机19，经干式磁选后的干式磁选精矿输送至一段磨矿机20，经一段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量70～80％，然后进入一段弱磁选机21进行一段弱磁选；一段弱磁选后的一段磁选精矿输送至二段磨矿机22，经二段磨矿至粒径-0.038mm的部分占总质量90～95％，然后进入二段弱磁选机23进行二段弱磁选；二段弱磁选后的二段磁选精矿作为铁精矿。
7.根据权利要求6所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的方法，其特征在于步骤(4)中，粉矿进入第一旋风预热器6后，分离出的气体从第一旋风预热器6排出后进入收尘器26，经除尘后的气体进入引风机30；除尘产生的粉尘排出后，经空气斜槽27进入气力输送泵28；通过罗茨鼓风机29向气力输送泵28吹入空气，将气力输送泵28内的粉尘输送到热分离旋风筒10；热分离旋风筒10在旋风分离过程中分离出的气体通入第二旋风预热器7；第二旋风预热器7在旋风分离过程中分离出的气体通过管道通入文丘里干燥器5，该管道上设置的第二辅助燃烧器9-3同时向文丘里干燥器5内通入燃烧烟气，该管道上设置的第三灰斗阀门32-3用于清灰。
8.根据权利要求6所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的方法，其特征在于步骤(6)中，悬浮还原焙烧炉12在还原焙烧过程中产生气体从顶部的排气口通入旋风分离器13；旋风分离器13分离出的粉尘通过悬浮还原焙烧炉12顶部的第二进料口返回悬浮还原焙烧炉12，分离出的气体通入预氧化悬浮焙烧炉8下部的进料口。
9.根据权利要求6所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的方法，其特征在于步骤(7)中，第三冷却旋风筒17在旋风分离过程中分离的气体通入第二冷却旋风筒16的进料口；第二冷却旋风筒16在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入第一冷却旋风筒15的进料口，该管道上设置的第一灰斗阀门32-1用于清灰；第一冷却旋风筒15在旋风分离过程中分离的气体通过管道通入预氧化悬浮焙烧炉8底部的进气口，该管道上设置的第二灰斗阀门32-2用于清灰；同时通过第三冷却旋风筒17的进气口连接的空气管道33-3通入空气。
10.根据权利要求6所述的一种铁尾矿悬浮焙烧提铁的方法，其特征在于步骤(8)中，干式磁选的磁场强度1800～2000Oe，一段弱磁选采用湿式弱磁选机，磁场强度1200～1500Oe，二段弱磁选采用湿式弱磁选机，磁场强度1000～1200Oe。
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Patentee before: Northeastern University

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