直接还原处理含铁原料的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了直接还原处理含铁原料的系统和方法，系统包括：第一混合成型装置、第二混合成型装置、转底炉、隔墙、链板输送装置和破碎磁选装置，其中，第一混合成型装置具有含铁原料球团出口；第二混合成型装置具有高硫煤球团出口；转底炉包括可转动炉底、环形炉膛和链板输送装置，在环形炉膛中，沿可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，第二加料区具有低硫煤入口；链板输送装置设置在第一加料区和脱硫区内。采用该系统可以同时完成原料脱硫和还原反应，提高了处理含铁原料的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源与冶金领域。具体而言，本专利技术涉及直接还原的处理含铁原料的系统和方法。
技术介绍
近年来，直接还原炼铁技术发展迅猛，其中煤基转底炉直接还原炼铁技术也高速发展，推进了工业化进程。转底炉可以处理的矿种丰富，可以利用资源种类繁多。但有很多含铁原料中含有较高的硫，且在煤基直接还原炼铁技术中采用含碳压球工艺时，煤也会带入大量的硫，导致入炉的原料中硫含量剧增。由于一般的煤基还原设备为还原性气氛，不利于脱硫，只能在含碳球团中添加大量的降硫剂，不仅效果不明显，而且增加了还原负荷，带入更多的杂质。现有技术中，对直接还原铁中的硫有一些研究，但是由于金属化球团脉石和铁共存，因此通常情况下并没有什么很好的方法来降除球团中的硫，只是寄希望于含碳球团中的硫自然挥发，或者被动地采用低硫矿、低硫煤，以减少硫对炼钢用金属化球团地不利影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种高效脱硫还原处理含铁原料的系统和方法。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种直接还原处理含铁原料的系统，该系统包括：第一混合成型装置，所述第一混合成型装置具有含铁原料入口、石灰石入口、第一粘结剂入口和含铁原料球团出口；第二混合成型装置，所述第二混合成型装置具有高硫煤入口、第二粘结剂入口和高硫煤球团出口；转底炉，所述转底炉包括：可转动炉底；环形炉膛，在所述环形炉膛中，沿所述可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，所述第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，所述脱硫区具有含硫烟气出口，所述第二加料区具有低硫煤入口，所述出料区具有还原产物出口，其中，所述含铁原料球团入口与所述含铁原料球团出口相连，所述高硫煤球团入口与所述高硫煤球团出口相连且适于向所述可转动炉底上布料；链板输送装置，所述链板输送装置设置在所述第一加料区和所述脱硫区内，并且所述链板输送装置的加料端与所述含铁原料球团入口相连，所述链板输送装置的出料端靠近所述第二加料区；破碎磁选装置，所述破碎磁选装置具有还原产物入口、金属铁粉出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。根据本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统具体是按照下列步骤进行，首先采用第一混合成型装置制备得到含铁原料球团，采用第二混合成型装置制备得到高硫煤球团；然后含铁原料球团被布入转底炉的链板输送装置上，高硫煤球团被布入转底炉的可转动炉底上，二者分别在转底炉脱硫区内的氧化气氛下进行完成各自的脱硫，并且完成脱硫后的含铁原料球团从链板输送装置上掉下，布在脱硫后的高硫煤球团上；最后在第二加料区内，在脱硫后的含铁原料球团上布置一层低硫煤，并在还原区内形成还原性气氛，对含铁球团进行还原处理，还原产物经破碎磁选分离得到金属铁粉。通常含铁矿原料的处理系统或者方法是将含铁原料和还原煤直接进行还原处理，而含铁原料中含有大量的硫，而硫在还原气氛下脱除率很低，所以导致最终产品金属铁粉中硫含量高。本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统中的转底炉中单独设置了脱硫区，并设置链板输送装置，可以将含铁原料和还原煤分别进行预脱硫，从而可以得到优质的低硫金属铁粉，低硫金属铁粉更能满足炼钢的需求，具有更高的经济价值。并且由于采用该系统可以单独对还原煤进行脱硫，因此可以采用高硫煤作为还原剂，进而拓宽了还原剂的选择，同时降低还原剂的成本。由此，本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统有效地解决了在煤基直接还原后磨矿磁选中金属铁粉中硫含量较高，利用价值不大的问题。另外，根据本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述链板输送装置平行于所述可转动炉底设置。在本专利技术的一些实施例中，所述链板输送装置与所述可转动炉底之间的距离为5～30cm，优选为8～12cm。在本专利技术的一些实施例中，所述脱硫区与所述第一加料区之间和所述脱硫区与所述第二加料区之间分别设置有隔墙。在本专利技术的一些实施例中，所述脱硫区的上部具有富氧入口，所述脱硫区的下部具有微氧入口。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出了一种直接还原处理含铁原料的方法，该方法适于采用前面实施例的直接还原处理含铁原料的系统，包括：利用所述第一混合成型装置将含铁原料、石灰石、第一粘结剂进行混合成型处理，以便得到含铁原料球团；利用所述第二混合成型装置将高硫煤、第二粘结剂进行混合成型处理，以便得到高硫煤球团；利用所述转底炉对所述含铁原料球团进行处理；其中，通过所述含铁原料球团入口向所述链板输送装置上供给所述含铁原料球团；通过所述高硫煤球团入口向所述可转动炉底上供给所述高硫煤球团；通过所述低硫煤入口向所述第二加料区内供给低硫煤；其中，使所述含铁原料球团和所述高硫煤球团在所述脱硫区内进行氧化焙烧，以便脱除硫，产生含硫烟气；使经过所述氧化焙烧的含铁原料球团在所述脱硫区的末端脱离所述链板输送装置并覆盖在脱除硫后的高硫煤球团上；使经过所述氧化焙烧的含铁原料球团在经过所述第二加料区内时，被覆盖一层所述低硫煤，以便得到预还原物料；使所述预还原物料在还原区内发生还原反应，以便得到还原产物；利用破碎磁选装置将还原产物进行破碎和磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。通常含铁矿原料的处理系统或者方法是将含铁原料和还原煤直接进行还原处理，而含铁原料中含有大量的硫，而硫在还原气氛下脱除率很低，所以导致最终产品金属铁粉中硫含量高。本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统中的转底炉中单独设置了脱硫区，并设置链板输送装置，可以将含铁原料和还原煤分别进行预脱硫，从而可以得到优质的低硫金属铁粉，低硫金属铁粉更能满足炼钢的需求，具有更高的经济价值。并且由于采用该系统可以单独对还原煤进行脱硫，因此可以采用高硫煤作为还原剂，进而拓宽了还原剂的选择，同时降低还原剂的成本。由此，本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的系统有效地解决了在煤基直接还原后磨矿磁选中金属铁粉中硫含量较高，利用价值不大的问题。另外，根据本专利技术上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，上述实施例的直接还原处理含铁原料的方法进一步包括：通过所述富氧入口向所述脱硫区的上部通入氧气，使所述含铁原料球团在强氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫；通过所述微氧入口向所述脱硫区的下部通入氧气和氮气，使所述高硫煤球团在微氧化气氛下发生氧化焙烧并脱除硫。在本专利技术的一些实施例中，所述含铁原料、所述石灰石、所述第一粘结剂的质量比为100：5-20：1-10。在本专利技术的一些实施例中，所述高硫煤与所述第二粘结剂的质量比为100：2-10。在本专利技术的一些实施例中，所述含铁原料球团在所述脱硫区的上部发生氧化焙烧的温度为900-1100摄氏度。在本专利技术的一些实施例中，所述高硫煤球团在所述脱硫区的下部发生氧化焙烧的温度为300-700摄氏度。在本专利技术的一些实施例中，所述氧气和氮气的体积比为1-10：90-99。附图说明图1显示了根据本专利技术一个实施例的直接还原处理含铁原料的系统的结构示意图。图2显示了根据本专利技术一个实施例的转底炉部分结构示意图。图3显示了根据本专利技术一个实施例的直接还原处理含铁原料的方法的流程图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，包括：第一混合成型装置，所述第一混合成型装置具有含铁原料入口、石灰石入口、第一粘结剂入口和含铁原料球团出口；第二混合成型装置，所述第二混合成型装置具有高硫煤入口、第二粘结剂入口和高硫煤球团出口；转底炉，所述转底炉包括：可转动炉底；环形炉膛，在所述环形炉膛中，沿所述可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，所述第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，所述脱硫区具有含硫烟气出口，所述第二加料区具有低硫煤入口，所述出料区具有还原产物出口，其中，所述含铁原料球团入口与所述含铁原料球团出口相连，所述高硫煤球团入口与所述高硫煤球团出口相连且适于向所述可转动炉底上布料；链板输送装置，所述链板输送装置设置在所述第一加料区和所述脱硫区内，并且所述链板输送装置的加料端与所述含铁原料球团入口相连，所述链板输送装置的出料端靠近所述第二加料区；破碎磁选装置，所述破碎磁选装置具有还原产物入口、金属铁粉出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，包括：第一混合成型装置，所述第一混合成型装置具有含铁原料入口、石灰石入口、第一粘结剂入口和含铁原料球团出口；第二混合成型装置，所述第二混合成型装置具有高硫煤入口、第二粘结剂入口和高硫煤球团出口；转底炉，所述转底炉包括：可转动炉底；环形炉膛，在所述环形炉膛中，沿所述可转动炉底的转动方向依次形成第一加料区、脱硫区、第二加料区、还原区以及出料区，所述第一加料区具有含铁原料球团入口和高硫煤球团入口，所述脱硫区具有含硫烟气出口，所述第二加料区具有低硫煤入口，所述出料区具有还原产物出口，其中，所述含铁原料球团入口与所述含铁原料球团出口相连，所述高硫煤球团入口与所述高硫煤球团出口相连且适于向所述可转动炉底上布料；链板输送装置，所述链板输送装置设置在所述第一加料区和所述脱硫区内，并且所述链板输送装置的加料端与所述含铁原料球团入口相连，所述链板输送装置的出料端靠近所述第二加料区；破碎磁选装置，所述破碎磁选装置具有还原产物入口、金属铁粉出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。2.根据权利要求1所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述链板输送装置平行于所述可转动炉底设置。3.根据权利要求2所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述链板输送装置与所述可转动炉底之间的距离为5～30cm，优选为8～12cm。4.根据权利要求1-3任一项所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述脱硫区与所述第一加料区之间和所述脱硫区与所述第二加料区之间分别设置有隔墙。5.根据权利要求1-4任一项所述的直接还原处理含铁原料的系统，其特征在于，所述脱硫区的上部具有富氧入口，所述脱硫区的下部具有微氧入口。6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的直接还原处理含铁原料的系统处理含铁原料的方法，其特征在于，包括：利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，王敏，古明远，曹志成，薛逊，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32