處理冶金渣的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種處理冶金渣的系統(tǒng)，包括：第一混合裝置、第一成型裝置、氧化焙燒裝置、破碎裝置、第二混合裝置、第二成型裝置、還原焙燒裝置和磨礦磁選裝置，第一成型裝置與第一混合料出口相連；氧化焙燒裝置具有第一物料球團入口、第一煙氣出口和氧化焙燒產(chǎn)物出口，第一物料球團入口與第一物料球團出口相連；破碎裝置與第一氧化焙燒產(chǎn)物出口相連；第二混合裝置與破碎裝置相連；第二成型裝置與第二混合料出口相連；還原焙燒裝置具有第二物料球團入口、第二煙氣出口、還原焙燒產(chǎn)物出口，第二物料球團入口與第二成型裝置相連；磨礦磁選裝置與還原焙燒產(chǎn)物出口相連。采用該系統(tǒng)解決了冶金渣中鐵橄欖石難還原的問題，有利于得到優(yōu)質(zhì)的低硫金屬鐵粉。
【專利說明】
處理冶金渣的系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于冶金行業(yè)技術領域，特別涉及一種處理冶金渣的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，有色金屬產(chǎn)量和消費量也在日益增加。伴隨著有色金屬產(chǎn)品的冶煉過程，大量的冶煉渣和尾礦也被排放出來。這些冶煉渣大多是通過火法冶煉得到的高溫熔融態(tài)渣，有些為了回收其中的有價元素，會將冶煉渣水淬降至室溫后破碎使用化學藥劑進行浮選，最終得到冶煉爐渣選礦尾渣。這些冶煉渣及選礦尾渣中一般還含有35?55wt%的鐵，主要以鐵橄欖石相存在。由于冶煉渣及尾渣的利用難度較大，大量以堆存形式存在，不僅占用土地，其中的重金屬離子還會滲入土壤中污染環(huán)境;另一方面，對資源也造成了巨大的浪費。在各種礦產(chǎn)資源日益減少的現(xiàn)代社會中，如何實現(xiàn)對資源的有效回收利用成為研究的重點。
[0003]有色冶金渣中鐵的主要物相是鐵橄欖石(Fe2S14),難以還原。通過分析還原熱力學可知，冶金渣的還原溫度比普通鐵礦還原溫度要高，對還原氣氛的要求更高。除此以外，鐵橄欖石的熔點低導致冶金渣熔點約為1200°C。當含碳球團在大于1200°C還原時，冶金渣熔化使還原煤與爐渣分層，惡化了反應動力學條件；當反應溫度更高，如1450°C以上，則屬于熔融還原，雖然能夠還原，但是能耗太高；如果還原溫度低于冶金渣熔點，雖然球團不熔化，冶金渣與還原煤充分接觸，但是鐵橄欖石又難還原，還原速度慢，還原不徹底。
[0004]此外，有色冶金渣中含有0.5 % -1.5 %的硫，還原煤中含有> 0.5 %的硫，在還原過程中兩種原料帶入的硫大部分進入金屬化球團中，在磨選過程中只能去掉少部分硫，使鐵粉的硫含量高達0.5%以上，高于對煉鋼生鐵的要求，對后續(xù)煉鋼過程不利，若增加脫硫工序，則提高了生產(chǎn)成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種通過還原冶金渣中鐵橄欖石生產(chǎn)高品質(zhì)低硫金屬鐵粉的處理冶金渣的系統(tǒng)。
[0006]為此，根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種處理冶金渣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)適于實施前面所述的處理冶金渣的方法，所述系統(tǒng)包括:
[0007]第一混合裝置，所述第一混合裝置具有冶金渣入口、石灰石入口、粘結劑入口和第一混合物料出口 ；
[0008]第一成型裝置，所述第一成型裝置具第一混合料入口和第一物料球團出口，所述第一混合料入口與所述第一混合料出口相連；
[0009]氧化焙燒裝置，所述氧化焙燒裝置具有第一物料球團入口、第一煙氣出口和氧化焙燒產(chǎn)物出口，所述第一物料球團入口與所述第一物料球團出口相連；
[0010]破碎裝置，所述破碎裝置與所述第一氧化焙燒產(chǎn)物出口相連；
[0011]第二混合裝置，所述第二混合裝置具有氧化焙燒產(chǎn)物入口、還原煤入口、粘結劑入口和第二混合料出口，所述氧化焙燒產(chǎn)物入口與所述破碎裝置相連；
[0012]第二成型裝置，所述第二成型裝置具有第二混合料入口和第二物料球團出口，所述第二混合料入口與第二混合料出口相連；
[0013]還原焙燒裝置，所述還原焙燒裝置具有第二物料球團入口、第二煙氣出口、還原焙燒產(chǎn)物出口，所述第二物料球團入口與所述第二物料球團出口相連;以及
[0014]磨礦磁選裝置，所述磨礦磁選裝置具有還原焙燒產(chǎn)物入口、金屬鐵粉出口和尾渣出口，所述還原焙燒產(chǎn)物入口與所述還原焙燒產(chǎn)物出口相連。
[0015]在本實用新型中，所述第一成型裝置和所述第二成型裝置為造球盤。
[0016]在本實用新型中，所述氧化焙燒裝置為具有氧化氣氛的轉底爐。
[0017]在本實用新型中，所述還原焙燒裝置為具有還原氣氛的轉底爐。
【附圖說明】
[0018]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的處理冶金渣的系統(tǒng)的結構示意圖。
[0019]圖2是利用本實用新型一個實施例的處理冶金渣的系統(tǒng)對冶金渣進行處理的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0021]根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種處理冶金渣的系統(tǒng)，根據(jù)本實用新型的具體實施例，下面參考圖1詳細描述本實用新型具體實施例的處理冶金渣的系統(tǒng)。
[0022]根據(jù)本實用新型具體實施例的處理冶金渣的系統(tǒng)包括:第一混合裝置10、第一成型裝置20、氧化焙燒裝置30、破碎裝置40、第二混合裝置50、第二成型裝置60、還原焙燒裝置70和磨礦磁選裝置80。
[0023]其中，第一混合裝置10具有冶金渣入口 11、石灰石入口 12、粘結劑入口 13和第一混合物料出口 14;
[0024]第一成型裝置20具第一混合料入口 21和第一物料球團出口 22，所述第一混合料入口 21和所述第一混合料出口 14相連；
[0025]所述氧化焙燒裝置30具有第一物料球團入口31、第一煙氣出口 32和氧化焙燒產(chǎn)物出口 33，所述第一物料球團入口 31與所述第一物料球團出口 14相連；
[0026]所述破碎裝置40與所述第一氧化焙燒產(chǎn)物出口33相連；
[0027]所述第二混合裝置50具有氧化焙燒產(chǎn)物入口 51、還原煤入口 52、粘結劑入口 53和第二混合料出口 54，所述氧化焙燒產(chǎn)物入口 51與所述破碎裝置40相連；
[0028]所述第二成型裝置60具有第二混合料入口 61和第二物料球團出口 62，所述第二混合料入口 61和第二混合料出口 54相連；
[0029]所述還原焙燒裝置70具有第二物料球團入口71、第二煙氣出口 72、還原焙燒產(chǎn)物出口 73，所述第二物料球團入口 71與所述第二物料球團出口 62相連;以及
[0030]所述磨礦磁選裝置80具有還原焙燒產(chǎn)物入口 81、金屬鐵粉出口 82和尾渣出口 83，所述還原焙燒產(chǎn)物入口 81與所述還原焙燒產(chǎn)物出口 73相連。
[0031]該系統(tǒng)首先通過氧化焙燒裝置破壞鐵橄欖石結構，生成易還原的氧化鐵，焙燒中使氧化鐵顆粒聚集，為后續(xù)反應提供有利條件，同時第一次有效地脫除冶金渣帶入的硫;進一步地通過還原焙燒裝置將氧化鐵還原同時第二次脫除還原煤帶入的硫，采用破碎磨選方式將冶金渣中鐵元素進行有效分離，得到高品質(zhì)的低硫金屬鐵粉。由此采用該系統(tǒng)解決了冶金渣中鐵橄欖石難還原的問題以及鐵元素難以聚集的難題，采用二步脫硫的方法，分別在氧化焙燒階段和還原焙燒階段脫除冶金渣和還原煤帶入的硫元素，進而得到高品位低硫富鐵金屬鐵粉，提高了冶金渣的回收利用價值。
[0032]根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述第一成型裝置20和所述第二成型裝置60為造球盤。由此可以進一步提尚造球效率。
[0033]根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述氧化焙燒裝置30為具有氧化氣氛的轉底爐。根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述氧化焙燒裝置30內(nèi)進行的氧化焙燒處理的溫度為700-950攝氏度。由此在該氧化溫度下冶金渣中鐵橄欖石結構被破壞，生產(chǎn)易于還原的氧化鐵，焙燒中鐵顆粒聚集，為后續(xù)反應提供有利條件。同時，石灰石與冶金渣中的硫進行反應，進行一步脫硫，減輕后續(xù)過程的脫硫負荷。
[0034]根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述氧化焙燒裝置30內(nèi)進行的氧化焙燒處理的時間為20-50分鐘。由此氧化焙燒處理的時間為20-50分鐘能完成冶金渣中鐵橄欖石氧化反應，進而生成鐵聚集的氧化鐵顆粒。同時，氧化焙燒時間為20-50分鐘有利于石灰石與冶金渣中的硫進行反應，一步脫除冶金渣中的硫，減輕后續(xù)過程的脫硫負荷。
[0035]根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述還原焙燒裝置70為具有還原氣氛的轉底爐。根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述還原焙燒裝置70內(nèi)進行的還原焙燒處理的溫度為1100-1300攝氏度。由此在該還原溫度下將氧化焙燒得到的氧化鐵與還原煤進一步反應生產(chǎn)鐵單質(zhì)，同時通過氫氧化鈣與還原煤帶入的硫反應，進行二步脫硫，有利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的低硫金屬鐵粉。
[0036]根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述還原焙燒裝置70內(nèi)進行的還原焙燒處理的時間為20-40分鐘。由此還原焙燒處理的時間為20-40分鐘有利于氧化鐵與還原煤之間的充分反應生成單質(zhì)鐵，同時保證了氫氧化鈣與還原煤之間的二步脫硫反應，生成優(yōu)質(zhì)的低硫金屬鐵粉。
[0037]為了方便理解本實用新型具體實施例的處理冶金渣的系統(tǒng)，下面對利用具體實施例的處理冶金渣的系統(tǒng)處理冶金渣的方法進行詳細描述。
[0038]下面參考圖2描述本實用新型具體實施例的處理冶金渣的方法。
[0039]根據(jù)本實用新型具體實施例的處理冶金渣的方法包括:將所述冶金渣與石灰石和粘結劑進行第一成型處理，以便得到第一物料球團；將所述第一物料球團進行氧化焙燒處理，以便使所述冶金渣中的鐵橄欖石轉為氧化鐵，同時脫除硫，并得到氧化焙燒產(chǎn)物;將所述氧化焙燒產(chǎn)物進行破碎處理，以便得到破碎的氧化焙燒產(chǎn)物;將所述破碎的氧化焙燒產(chǎn)物與還原煤、粘結劑和水進行第二成型處理，以便得到第二物料球團；將所述第二物料球團進行還原焙燒處理，以便使所述第二物料球團中的氧化鐵轉化為鐵，同時脫除硫，并得到還原焙燒產(chǎn)物；以及將所述還原焙燒產(chǎn)物進行磨礦磁選處理，以便得到金屬鐵粉和尾渣。
[0040]該方法首先通過氧化焙燒破壞鐵橄欖石結構，生成易還原的氧化鐵，焙燒中使氧化鐵顆粒聚集，為后續(xù)反應提供有利條件，同時第一次有效地脫除冶金渣帶入的硫;進一步地通過還原焙燒將氧化鐵還原同時第二次脫除還原煤帶入的硫，采用破碎磨選方式將冶金渣中鐵元素進行有效分離，得到高品質(zhì)的低硫金屬鐵粉。由此采用該方法解決了冶金渣中鐵橄欖石難還原的問題以及鐵元素難以聚集的難題，采用二步脫硫的方法，分別在氧化焙燒階段和還原焙燒階段脫除冶金渣和還原煤帶入的硫元素，進而得到高品質(zhì)低硫富鐵金屬鐵粉，提高了冶金渣的回收利用價值。
[0041]根據(jù)本實用新型的具體實施例，將上述冶金渣與石灰石和粘結劑按照70-90:10-20:5-10質(zhì)量比進行所述第一成型處理。由此，可以提高冶金渣中硫的脫除率，提高氧化焙燒的處理效率。
[0042]根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述破碎球團的平均粒徑不大于2毫米。由此將破碎球團平均粒徑控制在2毫米以下有利于氧化鐵顆粒與還原煤之間的充分接觸，進而促進氧化鐵與還原煤之間還原反應的充分進行。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)破碎球團的粒徑過大，在該工藝條件內(nèi)不便于還原反應充分進行，進而需要更高的溫度或者更長的反應時間完成該還原反應，過多地消耗了大量能耗，增加生產(chǎn)成本;發(fā)明人發(fā)現(xiàn)破碎球團的粒徑不大于2毫米，能保證還原反應充分進行，無需過多的增加生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)成本。
[0043]根據(jù)本實用新型的具體實施例，將上述破碎球團與還原煤、粘結劑按照55-80: 15-40:5-10質(zhì)量比進行所述第二成型處理。由此，可以顯著提高還原焙燒的處理效率。
[0044]根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述第二成型處理過程中，所述水的加入量為所述破碎球團、還原煤和粘結劑的總質(zhì)量的5-10%。由此在所述第二成型處理過程中加入水有利于氧化焙燒過程中由石灰石分解的氧化鈣反應生產(chǎn)氫氧化鈣，進而有利于氫氧化鈣與還原煤帶入的硫反應，進行二步脫硫，脫除還原煤帶入的硫，便于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的低硫金屬鐵粉。
[0045]下面參考具體實施例，對本實用新型進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實用新型。
[0046]實施例1
[0047]某冶煉銅渣，其成分為:TFe 41.52%,Cu 0.36%,S 0.35%。還原煤固定碳72%，S0.32%。按銅渣:石灰石:粘結劑=100:18:10的比例進行混合，混合物料進行造球處理。球團烘干后進行氧化焙燒，焙燒溫度8500C，焙燒時間25分鐘。焙燒后球團S含量0.02 %。將球團破碎至-2mm以下，按焙燒后銅渣:還原煤:粘結劑:水=100:25:5:10的比例進行混合壓球，球團烘干后進行還原焙燒，焙燒溫度12000C，焙燒時間40分鐘。焙燒后的球團水淬冷卻后進行磨礦磁選，最終得到TFe92.89%的金屬鐵粉，鐵粉中S含量0.021 %。
[0048]實施例2
[0049]某冶煉銅渣，其成分為:TFe 41.52%,Cu 0.36%,S 0.35%。還原煤固定碳72%，S0.32%。按銅渣:石灰石:粘結劑=100:15:10的比例進行混合，混合物料進行造球處理。球團烘干后進行氧化焙燒，焙燒溫度850 0C，焙燒時間25分鐘。焙燒后球團S含量0.027 %。將球團破碎至-2mm以下，按焙燒后銅渣:還原煤:粘結劑:水=100:25:5:10的比例進行混合壓球，球團烘干后進行還原焙燒，焙燒溫度12000C，焙燒時間40分鐘。焙燒后的球團水淬冷卻后進行磨礦磁選，最終得到TFe92.03 %的金屬鐵粉，鐵粉中S含量0.030 %。
[0050] 實施例3
[0051 ] 某冶煉銅渣，其成分為:TFe 41.52%,Cu 0.36%,S 0.35%。還原煤固定碳72%，S
0.32%。按銅渣:石灰石:粘結劑=100:15:10的比例進行混合，混合物料進行造球處理。球團烘干后進行氧化焙燒，焙燒溫度900 0C，焙燒時間20分鐘。焙燒后球團S含量0.022 %。將球團破碎至-2mm以下，按焙燒后銅渣:還原煤:粘結劑:水=100:25:5:10的比例進行混合壓球，球團烘干后進行還原焙燒，焙燒溫度13000C，焙燒時間25分鐘。焙燒后的球團水淬冷卻后進行磨礦磁選，最終得到TFe93.14%的金屬鐵粉，鐵粉中S含量0.021 %。
[0052]實施例4
[0053]某冶煉鎳渣，其成分為:TFe 43.22%,S 0.95%。還原煤固定碳72%，S 0.32%。按鎳渣:石灰石:粘結劑=100:18:10的比例進行混合，混合物料進行造球處理。球團烘干后進行氧化焙燒，焙燒溫度9000C，焙燒時間20分鐘。焙燒后球團S含量0.035 %。將球團破碎至-2_以下，按焙燒后銅渣:還原煤:粘結劑:水=100:30:5:10的比例進行混合壓球，球團烘干后進行還原焙燒，焙燒溫度1300 °C，焙燒時間25分鐘。焙燒后的球團水淬冷卻后進行磨礦磁選，最終得到TFe93.55 %的金屬鐵粉，鐵粉中S含量0.029 %。
[0054]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0055]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0056]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0057]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種處理冶金渣的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一混合裝置，所述第一混合裝置具有冶金渣入口、石灰石入口、粘結劑入口和第一混合物料出口； 第一成型裝置，所述第一成型裝置具第一混合料入口和第一物料球團出口，所述第一混合料入口與和所述第一混合料出口相連； 氧化焙燒裝置，所述氧化焙燒裝置具有第一物料球團入口、第一煙氣出口和氧化焙燒產(chǎn)物出口，所述第一物料球團入口與所述第一物料球團出口相連； 破碎裝置，所述破碎裝置與所述第一氧化焙燒產(chǎn)物出口相連； 第二混合裝置，所述第二混合裝置具有氧化焙燒產(chǎn)物入口、還原煤入口、粘結劑入口和第二混合料出口，所述氧化焙燒產(chǎn)物入口與所述破碎裝置相連； 第二成型裝置，所述第二成型裝置具有第二混合料入口和第二物料球團出口，所述第二混合料入口與第二混合料出口相連； 還原焙燒裝置，所述還原焙燒裝置具有第二物料球團入口、第二煙氣出口、還原焙燒產(chǎn)物出口，所述第二物料球團入口與所述第二物料球團出口相連;以及 磨礦磁選裝置，所述磨礦磁選裝置具有還原焙燒產(chǎn)物入口、金屬鐵粉出口和尾渣出口，所述還原焙燒產(chǎn)物入口與所述還原焙燒產(chǎn)物出口相連。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一成型裝置和所述第二成型裝置為造球盤。3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧化焙燒裝置為具有氧化氣氛的轉底爐。4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述還原焙燒裝置為具有還原氣氛的轉底爐。
【文檔編號】C22B1/242GK205635723SQ201620367145
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】王敏, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設計院有限公司