粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，包括以下工藝步驟：（1）將0～15mm粒級(jí)范圍鐵礦石分為0～1mm、1～3mm、3～5mm、5～15mm粒級(jí)范圍，上述不同粒級(jí)鐵礦石分別與還原煤按100:1～3比例配料混合后得到相應(yīng)粒級(jí)范圍的混合物料；（2）在隧道窯窯車的臺(tái)面上從下至上依次平鋪0～1mm、1～3mm、3～5mm、5～15mm粒級(jí)混合物料；（3）將裝有物料的窯車從隧道窯的入窯端推入，物料逐漸被預(yù)熱、加熱焙燒和冷卻；（4）焙燒后物料磨礦后進(jìn)行磁選，得到鐵品位為54%以上、金屬回收率為80%以上的鐵精粉。本工藝可使不同粒度鐵礦石在隧道窯中從上至下逐層還原和下層為上層增氧的過程中得到均勻的磁化焙燒。
【專利說明】粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金和礦物工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧 磁化焙燒工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展與鐵礦石原料短缺的矛盾日益突出，鋼鐵企業(yè)的發(fā)展面 臨巨大壓力，同時(shí)國(guó)內(nèi)難選鐵礦石資源相對(duì)豐富但利用率不高，加大國(guó)內(nèi)對(duì)難選鐵礦石資 源的開發(fā)利用，探索技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝，具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 鐵礦石利用磁化焙燒技術(shù)已成為提高難選鐵礦資源綜合利用率的有效途徑之一。 目前，難選低品位鐵礦石采用的磁化焙燒設(shè)備主要有堅(jiān)爐和回轉(zhuǎn)窯，塊狀鐵礦石采用堅(jiān)爐 磁化焙燒-磁選工藝，有較好的選礦指標(biāo)，而粉狀鐵礦石采用回轉(zhuǎn)窯工藝，當(dāng)焙燒溫度控制 為700?750°C時(shí)，其焙燒礦的磁化焙燒質(zhì)量和分選指標(biāo)比堅(jiān)爐好，但由于回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒 粒度為〇?25mm鐵礦石時(shí)，存在著結(jié)圈、還原不均勻、焙燒成本高等問題，制約了它在國(guó)內(nèi) 的推廣和應(yīng)用。當(dāng)粉狀難選鐵礦石采用強(qiáng)磁選工藝，其金屬回收率一般只有67?68%，鐵精 礦品位為46?48%，造成了較大的資源浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)目前國(guó)內(nèi)0?15mm難選鐵礦石磁化焙燒所采用的回轉(zhuǎn)窯技術(shù)存在的 粒度相差較大、鐵礦石焙燒質(zhì)量不均、生產(chǎn)中易出現(xiàn)結(jié)圈和金屬回收率較低的問題，以及難 選鐵礦石采用強(qiáng)磁選工藝存在的金屬回收率和鐵品位都較低的現(xiàn)狀，提供了一種粉狀難選 鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝。
[0005] 為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，包括以下工藝步驟： (1) 將0?15謹(jǐn)粒級(jí)范圍鐵礦石分為0?1謹(jǐn)、1?3謹(jǐn)、3?5謹(jǐn)、5?15謹(jǐn)粒級(jí)范 圍，上述不同粒級(jí)鐵礦石分別與還原煤按100:1?3比例配料混合后得到相應(yīng)粒級(jí)范圍的 混合物料； (2) 在隧道窯窯車的臺(tái)面上從下至上依次平鋪0?lmm、l?3mm、3?5mm、5?15mm粒 級(jí)混合物料，每層物料厚度為30?50mm，物料總厚度控制為120?200mm ; (3) 將裝有物料的窯車從隧道窯的入窯端推入，窯車在經(jīng)過隧道窯的預(yù)熱帶、焙燒帶和 冷卻帶過程中，物料逐漸被預(yù)熱、加熱焙燒和冷卻，控制焙燒帶的焙燒溫度為830?900°C、 焙燒時(shí)間為30?50min ; (4) 焙燒后物料采用磨礦工藝使其粒度達(dá)到-200目占80%以上，然后進(jìn)行磁選，得到鐵 品位為54%以上、金屬回收率為80%以上的鐵精粉。
[0006] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，將0?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與0?3mm粒 級(jí)范圍還原煤按100:1?2的比例進(jìn)行配料混合，分別得到0?1mm和1?3mm粒級(jí)混合 物料。
[0007] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，將3?5mm和5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與3?5mm粒 級(jí)范圍還原煤按100:2?3的比例進(jìn)行配料混合，分別得到3?5mm和5?15mm粒級(jí)混合 物料。
[0008] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，0?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石配煤選用揮發(fā)分較高 的還原煤，3?5mm和5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石配煤選用揮發(fā)分較低的還原煤或蘭碳。 [0009] 本發(fā)明的主要原理如下： 1、為提高鐵礦石在隧道窯內(nèi)的傳熱效率和改善還原效果，采用鐵礦石與還原用煤混合 后平鋪在隧道窯窯車上進(jìn)行加熱的方法，可使窯內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)物與鐵礦石進(jìn)行直接換熱。 由于料層下部的加熱熱量是通過耐火導(dǎo)熱板傳導(dǎo)而來的，而料層上部的加熱熱量是通過爐 膛空間直接輻射而來的，因此，料層上部的溫度要高于下部溫度。據(jù)此，本發(fā)明為使較大粒 度物料與較小粒度物料在相同的加熱時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的還原效果，并鑒于較大粒度物料需 要較高的還原溫度，采取對(duì)0?1_粒級(jí)混合物料布于下部料層，并在0?1_粒級(jí)混合物 料上部依次布設(shè)1?3mm、3?5mm、5?15mm粒級(jí)混合物料。
[0010] 2、為強(qiáng)化各層物料中碳的氣化速度，以提高鐵礦石還原介質(zhì)的濃度、縮短還原時(shí) 間，根據(jù)小粒度鐵礦石與還原煤混合后高溫下還原速度較快、單位時(shí)間產(chǎn)生co2氣量較大， 大粒度鐵礦石還原速度較慢的特點(diǎn)，本發(fā)明采取的方法有：（1)鐵礦石分層布料、分級(jí)增氧 方法。物料在隧道窯內(nèi)加熱過程中，上部粒度較粗的物料在爐膛空間高溫輻射下，表層物料 首先進(jìn)行加熱升溫，并在升溫過程中將表面吸收的熱量逐漸向內(nèi)部傳遞。當(dāng)粗粒鐵礦石溫 度達(dá)到600°C以上還原反應(yīng)開始進(jìn)行，并隨著鐵礦石溫度的升高，還原反應(yīng)逐漸加快。當(dāng)粗 粒鐵礦石的還原程度達(dá)到65?75%時(shí)，還原產(chǎn)生的C0 2量減小，碳?xì)饣俣冉档褪硅F礦石還 原的速度逐漸變慢，但此時(shí)位于粗粒物料之下的細(xì)粒鐵礦石達(dá)到了還原開始的溫度，并隨 鐵礦石溫度的升高，還原反應(yīng)逐漸加快，還原產(chǎn)生的C0 2氣體從下部料層內(nèi)往上流動(dòng)，當(dāng)C02 氣體流經(jīng)上層的粗粒物料時(shí)，C02氣體與粗粒料層內(nèi)的還原煤發(fā)生氣化反應(yīng)生成C0氣體，從 而使粗粒物料層中C0氣體濃度增加，可加快粗粒鐵礦石還原反應(yīng)速度，從而使粗粒鐵礦石 的磁化率提高和還原時(shí)間縮短。因此，本發(fā)明利用下部細(xì)粒鐵礦石還原產(chǎn)生的C0 2氣體為 上部粗粒鐵礦石的還原進(jìn)行增氧，可實(shí)現(xiàn)下部的細(xì)粒鐵礦石與上部的粗粒鐵礦石在相同的 還原時(shí)間內(nèi)達(dá)到相同的還原效果，同時(shí)解決了鐵礦石在隧道窯內(nèi)粗粒鐵礦石欠還原、生產(chǎn) 能耗較高的問題。（2)在5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石中配加2-3%的還原煤，在鐵礦石粒級(jí)范 圍減小的同時(shí)減少配煤量，可提高不同粒度鐵礦石在隧道窯內(nèi)的還原速度。
[0011] 3、為減小隧道窯排出的煙氣中可燃成分含量，在鐵礦石還原用煤的選擇中，針對(duì) 下層細(xì)粒鐵礦石還原溫度較低的現(xiàn)象，為強(qiáng)化還原氣氛，下層鐵礦石選用揮發(fā)分較高的煤， 而對(duì)上層粗粒鐵礦石由于還原溫度較高，選用揮發(fā)分較低的煤或蘭碳。
[0012] 綜上，本發(fā)明的有益效果在于： (1) 本工藝達(dá)到了采用隧道窯設(shè)備進(jìn)行粉狀鐵礦石磁化焙燒的目的； (2) 本工藝可使不同粒度鐵礦石在隧道窯中從上至下逐層還原和下層為上層增氧的過 程中得到均勻的磁化焙燒； (3) 在隧道窯上采用分層布料工藝技術(shù)進(jìn)行磁化焙燒，較不分層時(shí)還原煤用量可從 5-7%降低到1-3%，焙燒時(shí)間由5(T80min減少到3(T50min ; (4) 低品位難選鐵礦石采用本工藝進(jìn)行磁化焙燒后，焙燒礦經(jīng)磨選可得到鐵品位為54% 以上、金屬回收率為80%以上的鐵精粉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明隧道窯物料分布示意圖； 圖中，1-隧道窯窯體，2-窯車，3-鋼軌，4-窯車輪轂，5-窯車臺(tái)面，6-燒咀，7-耐火導(dǎo) 熱板，8-0?1mm粒級(jí)混合物料；9-1?3mm粒級(jí)混合物料，10- 3?5mm粒級(jí)混合物料， 11-5?15mm粒級(jí)混合物料。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1 一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，包括以下工藝步驟： (1) 將0?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石米用篩分方法分為0?1mm、1?3mm、3?5mm、5? 15mm四個(gè)粒級(jí)范圍，將0?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與0?3mm粒級(jí)范圍還原 煤按100:1和100:2的比例進(jìn)行配料混合，分別得到0?1mm和1?3mm粒級(jí)混合物料；將 3?5mm和5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與3?5mm粒級(jí)范圍還原煤按100:2和100:3的 比例進(jìn)行配料混合，分別得到3?5mm和5?15mm粒級(jí)混合物料； (2) 如圖1所示，在隧道窯窯車的臺(tái)面上從下至上依次平鋪0?1mm、1?3mm、3?5mm、 5?15mm粒級(jí)混合物料，從下至上各層物料厚度為30mm、40mm、50mm、40mm ; (3) 將裝有物料的窯車從隧道窯的入窯端推入，窯車在經(jīng)過隧道窯的預(yù)熱帶、焙燒帶和 冷卻帶過程中，物料逐漸被預(yù)熱、加熱焙燒和冷卻，控制焙燒帶的焙燒溫度為830?860°C、 焙燒時(shí)間為50min ; (4) 焙燒后物料采用磨礦工藝使其粒度達(dá)到-200目占80%以上，然后進(jìn)行磁選，磁選磁 場(chǎng)強(qiáng)度為1000_15000e，經(jīng)檢測(cè)，得到的鐵精粉鐵品位為55. 6%，金屬回收率為80. 5%。
[0015] 實(shí)施例2 實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于： 步驟（1)中，將0?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與0?3mm粒級(jí)范圍還原煤 按100:1的比例進(jìn)行配料混合，分別得到0?1mm和1?3mm粒級(jí)混合物料；將3?5mm和 5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與3?5mm粒級(jí)范圍還原煤按100:3和100:2的比例進(jìn)行配 料混合，分別得到3?5mm和5?15mm粒級(jí)混合物料； 步驟（2)中，從下至上各層物料厚度依次為40mm、50mm、30mm、30mm ; 步驟（3)中，控制焙燒帶的焙燒溫度為850?880°C、焙燒時(shí)間為40min ; 步驟（4)中，經(jīng)檢測(cè)，得到的鐵精粉鐵品位為56. 2%，金屬回收率為81. 3%。
[0016] 實(shí)施例3 實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處在于： 步驟（1)中，將0?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與0?3mm粒級(jí)范圍還原煤 按100:2的比例進(jìn)行配料混合，分別得到0?1mm和1?3mm粒級(jí)混合物料；將3?5mm和 5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與3?5mm粒級(jí)范圍還原煤按100:3的比例進(jìn)行配料混合， 分別得到3?5mm和5?15mm粒級(jí)混合物料； 步驟（2)中，從下至上各層物料厚度依次為50mm、30mm、40mm、50mm ; 步驟（3)中，控制焙燒帶的焙燒溫度為870?900°C、焙燒時(shí)間為30min ; 步驟（4)中，經(jīng)檢測(cè)，得到的鐵精粉鐵品位為57. 1%，金屬回收率為83. 3%。
【權(quán)利要求】
1. 一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，其特征在于，包括以下工藝步 驟： (1) 將0?15謹(jǐn)粒級(jí)范圍鐵礦石分為0?1謹(jǐn)、1?3謹(jǐn)、3?5謹(jǐn)、5?15謹(jǐn)粒級(jí)范 圍，上述不同粒級(jí)鐵礦石分別與還原煤按100:1?3比例配料混合后得到相應(yīng)粒級(jí)范圍的 混合物料； (2) 在隧道窯窯車的臺(tái)面上從下至上依次平鋪0?lmm、l?3mm、3?5mm、5?15mm粒 級(jí)混合物料，每層物料厚度控制為30?50mm，物料總厚度控制為120?200mm ; (3) 將裝有物料的窯車從隧道窯的入窯端推入，窯車在經(jīng)過隧道窯的預(yù)熱帶、焙燒帶和 冷卻帶過程中，物料逐漸被預(yù)熱、加熱焙燒和冷卻，控制焙燒帶的焙燒溫度為830?900°C、 焙燒時(shí)間為30?50min ; (4) 焙燒后物料采用磨礦工藝使其粒度達(dá)到-200目占80%以上，然后進(jìn)行磁選，得到鐵 品位為54%以上、金屬回收率為80%以上的鐵精粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，其特征 在于，步驟（1)中，將〇?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與0?3mm粒級(jí)范圍還原煤 按100:1?2的比例進(jìn)行配料混合，分別得到0?1mm和1?3mm粒級(jí)混合物料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，其特征 在于，步驟（1)中，將3?5mm和5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石分別與3?5mm粒級(jí)范圍還原 煤按100:2?3的比例進(jìn)行配料混合，分別得到3?5mm和5?15mm粒級(jí)混合物料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀難選鐵礦石隧道窯逐級(jí)增氧磁化焙燒工藝，其特征 在于，步驟（1)中，〇?1mm和1?3mm粒級(jí)范圍鐵礦石配煤選用揮發(fā)分較高的還原煤，3? 5mm和5?15mm粒級(jí)范圍鐵礦石配煤選用揮發(fā)分較低的還原煤或蘭碳。
【文檔編號(hào)】C22B1/02GK104195325SQ201410380941
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】王明華, 展仁禮, 權(quán)芳民, 雷鵬飛, 馬勝軍, 邢德軍, 李慧春, 寇明月, 白江虎, 王欣 申請(qǐng)人:甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司