一种难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统及焙烧工艺技术方案

本发明专利技术属于化工、冶金领域，特别涉及采用循环流化床对褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等难选铁矿石粉体进行磁化焙烧的系统及焙烧工艺。本发明专利技术采用循环流化床反应器对铁矿石粉体进行磁化焙烧；焙烧尾气先在燃烧室中通过燃烧释放其中未反应还原性气体的潜热，再通过多级旋风预热器与冷铁矿石粉体换热回收热量；通过冷煤气与高温焙烧铁矿石粉在旋风冷却器中换热的方式回收高温焙烧铁矿石粉的显热。本发明专利技术具有磁化焙烧效率高，焙烧过程热量利用效率高等优点，可降低难选铁矿石粉体磁化焙烧过程的能耗，提高难选铁矿石粉体磁化焙烧过程的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工、冶金领域，特别涉及采用循环流化床对褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等难选铁矿石粉体进行磁化焙烧的系统及焙烧工艺。
技术介绍
随着我国国民经济的持续快速发展，对矿产资源的需求持续大幅增加，我国国内铁矿供应严重短缺，2009年进口铁矿石量已达6. 3亿吨，对外依存度超过60%。对国外铁矿石的过度依赖使我国钢铁工业受制于人，危及国民经济的健康稳定运行，蕴含着极大的铁矿石供应危机。突破上述资源供应危机的根本出路在于通过技术创新利用我国现有技术难以利用的大量复杂难选铁矿石资源。我国的铁矿石储量中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，再继以弱磁选实现铁矿物与脉石的分离，是难选铁矿分选的有效方法。国内外对磁化焙烧进行过很多研究，包括竖炉(如中国专利技术专利ZL98114198. 6)， 回转窑(如英国专利GB960725，中国专利技术专利申请200610017607. 6等)，流化床(如中国专利技术专利申请92113333. 2，中国专利技术专利ZL200610114726. 3等)。英国专利GB1008938公开了一种铁矿磁化焙烧工艺，该工艺主要由两个多层流化床反应器组成，第一个反应器分三层，矿石进入第一个反应器的上层预热，通过溢流管进入第一个反应器中层完成脱水、氧化等反应，然后再通过第一个反应器中层的溢流口流入第二个反应器的上层，在其中完成磁化焙烧反应，然后焙烧铁矿石粉通过溢流管进入第二个反应器的下层，第二个反应器下层内设有换热套管，冷的铁矿粉在套管内以稀相与焙烧铁矿石粉进行换热，在第二个反应器下层的上部喷入汽油，汽油裂解产生的还原性气体提供第二个反应器上层磁化焙烧所需气氛，焙烧后的尾气(还原性)与上部设置盘管内的空气及汽油换热回收部分显热后排空。该工艺反应器结构复杂，只回收了焙烧铁矿石粉的部分显热，没有回收焙烧尾气中还原性气体的潜热。中国专利技术专利申请20061003M84.3公开了一种铁矿石磁化焙烧工艺，煤气与空气在热风炉中燃烧后，补充CO等还原性气体后，进入旋风筒反应器(闪速焙烧炉)中对铁矿粉进行还原，还原后的气体经过三到五级旋风筒回收气相显热，经气固分离后部分放空， 部分回送至热风炉；铁矿粉经旋风筒换热器预热、旋风筒反应器还原后直接水淬。该工艺未能充分回收焙烧尾气中未反应还原性气体的潜热，也没有回收利用高温焙烧铁矿石粉的显热。中国专利技术专利申请9211333. 2公开了一种粉铁矿石循环流化床预还原炉，主要采用两个流化床来实现不同粒级铁矿石粉体的还原，同样，该工艺仅回收了焙烧尾气的显热，没有对焙烧尾气中未反应还原性气体的潜热及焙烧铁矿石粉的显热进行回收。中国专利技术专利申请200410041935公开了一种循环流化床矿物还原焙烧装置及还原焙烧方法，矿石粉与粉煤从循环流化床下部加入，经预热的空气从底部进入流化床，对矿石进行还原焙烧，焙烧矿经“J”阀返回流化床，焙烧后的高温尾气通过换热器与空气换热后，经布袋除尘后放空，该工艺也同样没有对焙烧尾气的潜热及焙烧矿的显热进行回收，同时还原焙烧时加入的煤粉难以完全被利用，只能通过部分氧化产生还原性气体和半焦，半焦将随选矿过程进入尾矿， 不仅造成能源浪费，还污染环境。本专利技术的专利申请人在中国专利技术专利ZL200710121616. 4中公开了一种对难选铁矿石粉体进行磁化焙烧的工艺系统及焙烧的工艺，该专利技术是采用循环流化床对难选铁矿石粉体进行磁化焙烧，焙烧尾气经燃烧室燃烧释放未反应气体的潜热后，由3-5级旋风预热器与冷的铁矿石粉体换热，通过预热铁矿石粉体来回收焙烧尾气的显热和潜热，焙烧后的高温铁矿石粉经流态化冷却器副产蒸汽来回收焙烧铁矿石粉的显热。生产实践表明，所产蒸汽在磁化焙烧工厂难以得到有效的利用，若用于发电，蒸汽量太少不经济，而在磁化焙烧工厂又难以找到利用蒸汽的其他有效途径。因此采用此方式回收焙烧铁矿石粉的显热对磁化焙烧工厂并不实用。本专利技术正是针对ZL200710121616.4中所述的技术方案的上述不足，提出了一种难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统及焙烧工艺，通过高温焙烧铁矿石粉预热焙烧煤气的方式回收焙烧铁矿石粉的显热，使焙烧铁矿石粉显热利用更为合理。
技术实现思路
本专利技术的目的是在ZL200710121616. 4的基础上，提供一种难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统及焙烧工艺，通过焙烧煤气与高温焙烧铁矿石粉之间换热，在高温焙烧铁矿石粉被冷却的同时焙烧煤气被加热，降低焙烧系统的能耗，提高磁化焙烧过程的经济性。本专利技术的难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统是通过1-2级旋风冷却器回收焙烧铁矿石粉的显热，在高温焙烧铁矿石粉被冷却的同时煤气被加热，热的煤气再经过两级旋风除尘器分离煤气中夹带的焙烧铁矿石粉后进入循环流化床反应器进行磁化焙烧反应；焙烧铁矿石粉经旋风冷却器冷却后，进入焙烧矿冷却塔冷却。本专利技术的难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统主要由料仓、多级旋风预热器、旋风除尘器、布袋收尘器、螺旋输送器、燃烧室、加料器、循环流化床反应器、旋风冷却器、螺旋出料器、焙烧矿冷却塔、空气风机、煤气压缩机、引风机和烟 组合而成。所述的多级旋风预热器包括一级旋风预热器、二级旋风预热器及三级旋风预热器；所述的循环流化床反应器由提升管、一级旋风分离器、料腿和二级旋风分离器构成。所述的料仓底部的出料口处有与所述的一级旋风预热器的进气口相连接的管道， 所述的一级旋风预热器顶部的出气口通过管道与所述的旋风除尘器的进气口相连通，一级旋风预热器底部的出料口通过管道与所述的二级旋风预热器的进气口相连通。所述的旋风除尘器的出气口通过管道与所述的布袋收尘器的进气口相连通，旋风除尘器下部的出料口通过管道与所述的加料器相连通。所述的布袋收尘器的出气口通过管道与所述的引风机相连通，所述的引风机通过管道与所述的烟 相连通；所述的布袋收尘器的下部安装有所述的螺旋输送器，螺旋输送器的出料口通过管道与所述的加料器相连接。所述的加料器的出料口通过管道与组成所述的循环流化床反应器的提升管的进料口相连通，将收集的铁矿石粉送入循环流化床反应器中。所述的二级旋风预热器顶部的出气口通过管道与所述的一级旋风预热器的进气口相连通，所述的二级旋风预热器底部的出料口通过管道与所述的三级旋风预热器的进气口相连通。所述的三级旋风预热器底部的出料口通过管道与组成所述的循环流化床反应器的提升管的进料口相连通，所述的三级旋风预热器顶部的出气口通过管道与所述的二级旋风预热器的进气口相连通，所述的三级旋风预热器的进气口通过管道与所述的燃烧室的出气口相连通。所述的燃烧室的进气口分别有与所述的空气风机和所述的循环流化床反应器的二级旋风分离器顶部的出气口相连通的管路。所述的组成循环流化床反应器的所述的提升管的底部设有进气口，该进气口通过管道与预热煤气二级旋风除尘器的出气口相连通，提升管下部设有三个进料口，分别与所述的三级旋风预热器底部的出料口、所述的加料器的出料口和所述的料腿下部的出料口相连通，提升管的顶部设有的出气口通过管道与所述的一级旋风分离器的进气口相连通。所述的组成循环流化床反应器的所述的一级旋风分离器的下部与所述的料腿的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆山，张涛，谢朝晖，李洪钟，陶玲，侯宝林，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：