制備還原鐵的系統(tǒng)及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備還原鐵的系統(tǒng)和利用該制備還原鐵的系統(tǒng)制備還原鐵的方法。其中，制備還原鐵的系統(tǒng)包括：化渣裝置、?；鳌⑦€原焙燒裝置、干式磁選裝置和渣鐵分離裝置。該系統(tǒng)以熔融鎳渣為原料，并在化渣裝置上設(shè)置添加劑入口和助熔劑入口，在加熱處理前向高溫熔融鎳渣中加入添加劑和助熔劑，簡化工藝流程，降低生產(chǎn)和運行成本。
【專利說明】
制備還原鐵的系統(tǒng)及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制備還原鐵的系統(tǒng)，以及利用前述的制備還原鐵的系統(tǒng)制備還原鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳渣是火法煉鎳過程中產(chǎn)生的固體廢渣，屬有色金屬渣中的一種。在硫化鎳礦火法煉鎳生產(chǎn)中，僅我國年均增加鎳渣也達160萬t左右。截止2012年底，僅以金川公司為例，已累計堆存鎳冶煉渣達3300萬t，其中約含鐵1417萬t，這些廢渣不僅占用大量土地，還造成粉塵揚塵、重金屬滲出、地下水污染、土地貧化等環(huán)境問題，給人類生存和社會發(fā)展帶來嚴重危害。至今由于對鎳渣資源化重視程度不夠以及相關(guān)工藝技術(shù)的制約，在我國，鎳渣的高效綜合利用還未實現(xiàn)大規(guī)模成熟推廣，大量鎳渣堆棄于渣場，造成渣中有價金屬元素的流失，資源的浪費。
[0003]由于鎳渣中全鐵(TFe)含量一般約為35%?45%，遠高于我國鐵礦石的可采品位(TFe>27%)，因此目前鎳渣的利用途徑多以回收剩余鐵素為主。然而由于在鎳渣中，鐵元素主要以鐵橄欖石、Fe3O4等礦物相存在，加之這些礦物同其他非磁性礦物相緊密嵌合在一起，以及具有弱磁性(如鐵橄欖石)，致使直接利用傳統(tǒng)磨選、磁選等工藝路線，很難將鎳渣中全部鐵素得以回收。為此，在現(xiàn)有相關(guān)研究和工程化應(yīng)用中，鎳渣多通過配加還原劑、添加劑和粘結(jié)劑，經(jīng)造球或造塊后再還原焙燒，得到金屬化球團或團塊。最后，再將這些金屬化球團或團塊經(jīng)破碎、粉磨和磁選等工序后，得到鐵精礦粉，再返用于鋼鐵冶煉之中。
[0004]此外，冶煉鎳渣出爐溫度在1170?1250°C，余熱資源多。在《節(jié)能減排“十二五規(guī)劃”》、《工業(yè)節(jié)能“十二五規(guī)劃”》等相關(guān)政策文件中，均提到對工礦企業(yè)余熱能源的回收利用，并在國家“十一五”期間，中央財政還對余能利用給予補貼。然而，受熔渣導(dǎo)熱率低、黏度大、熱轉(zhuǎn)化效率低等因素影響，現(xiàn)有熔渣研究多是對熔渣進行干法?；笤倩厥崭邷赜酂幔こ袒瘧?yīng)用還存在很大難度。因此，對出爐鎳渣中的這部分余熱能源，在上述鎳渣焙燒還原-粉磨磁選傳統(tǒng)研究工藝中也未有體現(xiàn)，而且在鎳渣還原焙燒過程中，還要二次加熱，造成能源的巨大浪費。
[0005 ]由此，利用銀漁制備尚品質(zhì)鐵廣品的方法有待研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種制備還原鐵的系統(tǒng)，該系統(tǒng)以熔融鎳渣為原料制備還原鐵，熱利用率高，生產(chǎn)和運行成本低。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種制備還原鐵的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括:化渣裝置，所述化渣裝置具有熔融鎳渣入口、添加劑入口、助熔劑入口、攪拌器和混合熔融鎳渣出口 ；?；?，所述粒化器具有?；锪先肟?、流渣孔和渣粒出口，所述?；锪先肟谂c所述混合熔融鎳渣出口相連;還原焙燒裝置，所述還原焙燒裝置具有渣粒入口、還原劑入口和還原物料出口，所述渣粒入口與所述渣粒出口相連;干式磁選裝置，所述干式磁選裝置具有還原物料入口、金屬化球團出口和含碳物質(zhì)出口，所述還原物料入口與所述還原物料出口相連;渣鐵分離裝置，所述渣鐵分離裝置具有金屬化球團入口、還原鐵出口和排渣口，所述金屬化球團入口與所述金屬化球團出口相連。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備還原鐵的系統(tǒng)，以熔融鎳渣為原料，解決傳統(tǒng)高溫鎳渣需水淬冷卻或緩冷后才能繼續(xù)進行處理的難題，制備得到高品位的鐵產(chǎn)品，不僅實現(xiàn)鎳渣中金屬元素高效綜合利用，而且實現(xiàn)了熔融鎳渣的余熱的有效利用，系統(tǒng)的熱利用率高。并且，在化渣裝置上設(shè)置添加劑入口和助熔劑入口，在加熱處理前即向高溫熔融鎳渣中加入添加劑和助熔劑，通過攪拌器的攪拌可使熔渣均質(zhì)化，直接調(diào)整鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分，提高鎳渣的冶金性能，再經(jīng)高溫?；幚?，即可為還原焙燒裝置直接還原提供高熱量?；囋?，省去了造球、烘干和球團預(yù)熱等工藝，縮短了還原焙燒裝置的還原時間、減少了還原焙燒裝置的能耗，降低了生產(chǎn)和運行成本。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備還原鐵的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:貯存裝置，所述貯存裝置具有引入流渣糟、出渣孔和引出流渣糟，所述引入流渣糟與所述混合熔融鎳渣出口相連，所述引出流渣糟與所述?；锪先肟谙噙B。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述渣鐵分離裝置為磨選分離裝置或熔分分離裝置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用前述的制備還原鐵的系統(tǒng)制備還原鐵的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:將鎳冶煉爐排出的熔融鎳渣直接輸送至所述化渣裝置，與添加劑和助熔劑混合攪拌并進行加熱處理，以便得到混合熔融鎳渣;將所述混合熔融鎳渣輸送至?；鬟M行?；幚恚员愕玫皆?將所述渣粒輸送至還原焙燒裝置，與還原劑接觸，進行還原焙燒處理，以便得到還原物料;將所述還原物料經(jīng)干式磁選機進行干式磁選分離，以便得到金屬化球團和含碳物質(zhì)；以及將所述金屬化球團進行渣鐵分離，以便得到還原鐵和渣。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備還原鐵的方法，以熔融鎳渣為原料，解決傳統(tǒng)高溫鎳渣需水淬冷卻或緩冷后才能繼續(xù)進行處理的難題，制備得到高品位的鐵產(chǎn)品，實現(xiàn)鎳渣的高效綜合利用，實現(xiàn)了熔融鎳渣的余熱利用，方法的熱利用率高。并且，在加熱處理前即將添加劑與熔融鎳渣混合，通過攪拌器的攪拌可使熔渣均質(zhì)化，直接調(diào)整鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分，提高鎳渣的冶金性能，再經(jīng)高溫?；幚?，即可為還原焙燒處理提供高熱量?；囋希∪チ嗽烨?、烘干和球團預(yù)熱等工藝，縮短了還原焙燒裝置的還原時間、減少了還原焙燒裝置的能耗，降低了生產(chǎn)和運行成本。由此，利用該方法制備還原鐵，制備得到的還原鐵的鐵品位高，余熱利用率高，能耗少，工藝流程簡單，生產(chǎn)成本低。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述添加劑和所述助熔劑的總質(zhì)量與所述熔融鎳渣的質(zhì)量比為(5 ?25):100。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熔融鎳渣的溫度為1170?1250V。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述混合熔融鎳渣的溫度為1250?1350V。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述添加劑與所述助熔劑的質(zhì)量比為(5?20):(O?5)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述渣粒的平均粒徑為5?20mm，溫度為800?1000°C。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述渣鐵分離為磨礦磁選分離或熔分分離。
[0020]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備還原鐵的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的制備還原鐵的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的利用制備還原鐵的系統(tǒng)制備還原鐵的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，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，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0026]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027]制備還原鐵的系統(tǒng)
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種制備還原鐵的系統(tǒng)。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對該系統(tǒng)進行解釋說明，該系統(tǒng)包括:化渣裝置100、?；?00、還原焙燒裝置300、干式磁選裝置400和渣鐵分離裝置500。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實施例，化渣裝置100具有熔融鎳渣入口、添加劑入口、助熔劑入口、攪拌器和混合熔融鎳渣出口，在化渣裝置100中，熔融鎳渣與添加劑和助熔劑利用攪拌器混合攪拌，并進行加熱處理，得到混合熔融鎳渣。由此，通過在化渣裝置上設(shè)置添加劑入口和助熔劑入口，在加熱處理前即向高溫熔融鎳渣中加入添加劑和助熔劑，通過攪拌器的攪拌可使熔渣均質(zhì)化，直接調(diào)整鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分，提高鎳渣的冶金性能，再經(jīng)高溫?；幚?，即可為還原焙燒裝置直接還原提供高熱量?；囋?，省去了造球、烘干和球團預(yù)熱等工藝，縮短了還原焙燒裝置的還原時間、減少了還原焙燒裝置的能耗，降低了生產(chǎn)和運行成本。
[0030]其中，需要說明的是，熔融鎳渣可以是鎳冶煉處理直接得到的，也可以是其它冶煉反應(yīng)得到的含鎳熱態(tài)物質(zhì)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實施例，粒化器200具有?；锪先肟?、流渣孔和渣粒出口，其中，粒化物料入口與混合熔融鎳渣出口相連，將混合熔融鎳渣進行?；幚怼Ｓ捎谠系牧叫?，有利于降低還原焙燒的溫度，通過?；鲗旌先廴阪囋M行?；幚?，使混合熔融鎳渣?；癁樾×降脑?，便于降低后續(xù)的還原焙燒的能耗。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該?；?00可以為轉(zhuǎn)杯粒化器，該轉(zhuǎn)杯?；鲌A周壁面上設(shè)有流渣孔，可使高溫熔渣在高速旋轉(zhuǎn)過程中甩出，并經(jīng)空冷固化后形成粒徑為5?15mm的熱態(tài)渣粒。由此，粒化效果好，效率高，得到的熱態(tài)渣?？梢灾苯舆M行還原焙燒，促進傳熱和還原反應(yīng)的進行，縮短還原反應(yīng)的時間，進一步降低還原焙燒處理的能耗。渣粒的溫度為800?100tC，熱態(tài)渣?？梢灾苯舆M行還原焙燒，促進傳熱和還原反應(yīng)的進行，縮短還原反應(yīng)的時間，進一步降低還原焙燒處理的能耗。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，還原焙燒裝置300具有渣粒入口、還原劑入口和還原物料出口，其中，渣粒入口與渣粒出口相連，還原焙燒裝置300用于對渣粒進行還原焙燒處理，使鐵的氧化物還原為還原鐵。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，還原焙燒裝置為轉(zhuǎn)底爐，該還原焙燒裝置具有中溫焙燒區(qū)和高溫焙燒區(qū)。進而，渣粒經(jīng)收集后可直接熱布入底部鋪有還原劑的轉(zhuǎn)底爐料床上，布料厚度為10?40mm，熱態(tài)渣粒在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)經(jīng)中溫區(qū)、高溫區(qū)加熱至1150?1350 °C后，保持20?40min，完成直接還原反應(yīng)生成金屬化球團，金屬化球團及剩余含碳物質(zhì)則一并排出轉(zhuǎn)底爐外。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，干式磁選裝置400具有還原物料入口、金屬化球團出口和含碳物質(zhì)出口，其中，還原物料入口與還原物料出口相連，干式磁選裝置400用于將還原物料中的金屬化球團和含碳物質(zhì)進行分離，得到金屬化球團和含碳物質(zhì)。由此，將金屬化球團從還原物料中分離出來。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，渣鐵分離裝置500具有金屬化球團入口、還原鐵出口和排渣口，其中，金屬化球團入口與金屬化球團出口相連，渣鐵分離裝置500用于將金屬化球團進行渣鐵分離，得到還原鐵和渣。由此，將還原鐵從金屬化球團中分離出來。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實施例，渣鐵分離裝置500為磨選分離裝置或熔分分離裝置，其中，磨選分離裝置具有磨選固體產(chǎn)物入口、細磨粉料出口、磁選物料入口和磁選產(chǎn)品出口，磨選固體產(chǎn)物入口與金屬化球團出口相連，對金屬化球團進行細磨處理，得到細磨物料，細磨物料出口與磁選物料入口相連，對細磨物料進行磁選處理，從而使得物料經(jīng)細磨、磁選分離后得到還原鐵產(chǎn)品；熔分分離裝置具有金屬化球團入口、熔分鐵出口和熔分渣出口，其中，金屬化球團入口與金屬化球團出口相連，從而通過間歇出料方式實現(xiàn)熔分鐵、熔分渣的分離，得到還原鐵產(chǎn)品。
[0038]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備還原鐵的系統(tǒng)，以熔融鎳渣為原料，解決傳統(tǒng)高溫鎳渣需水淬冷卻或緩冷后才能繼續(xù)進行處理的難題，制備得到高品位的鐵產(chǎn)品，實現(xiàn)鎳渣的高效綜合利用，實現(xiàn)了熔融鎳渣的余熱利用，系統(tǒng)的熱利用率高。并且，在化渣裝置上設(shè)置添加劑入口和助熔劑入口，在化渣處理過程中即加入添加劑和助熔劑，直接調(diào)整鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分，提高鎳渣的冶金性能，再經(jīng)高溫粒化處理，即可為還原焙燒裝置直接還原提供高熱量?；囋希∪チ嗽烨?、烘干和球團預(yù)熱等工藝，縮短了還原焙燒裝置的還原時間、減少了還原焙燒裝置的能耗，降低了生產(chǎn)和運行成本。
[0039]參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:貯存裝置600，貯存裝置600具有引入流渣糟、出渣孔和引出流渣糟，其中，引入流渣糟與混合熔融鎳渣出口相連，引出流渣糟與粒化物料入口相連，引入流渣槽用于將化渣裝置100中的高溫熔融渣鎳渣引入貯存裝置200，引出流渣槽用于將貯存裝置200中的高溫熔渣引出至?；b置200。由此，利用貯存裝置對混合熔融鎳渣進行中間存儲，保證混合熔融鎳渣以持續(xù)穩(wěn)定的流速進入后續(xù)的粒化裝置。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，引入流渣糟和引出流渣槽具有保溫功能。由此，避免鎳渣的熱量損失，熱利用率高。
[0041 ]制備還原鐵的方法
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用前述的制備還原鐵的系統(tǒng)制備還原鐵的方法。參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對該制備還原鐵的方法進行解釋說明，該方法包括:
[0043]SlOO加熱處理
[0044]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將鎳冶煉爐排出的熔融鎳渣直接輸送至化渣裝置，與添加劑和助熔劑混合攪拌并進行加熱處理，得到混合熔融鎳渣。發(fā)明人通過向高溫熔融鎳渣中加入添加劑和助熔劑，直接調(diào)整鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分，提高鎳渣的冶金性能，再經(jīng)高溫?；幚?，即可為還原焙燒裝置直接還原提供高熱量?；囋希∪チ嗽烨?、烘干和球團預(yù)熱等工藝，縮短了還原焙燒裝置的還原時間、減少了還原焙燒裝置的能耗，降低了生產(chǎn)和運行成本。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實施例，添加劑和所述助熔劑的總質(zhì)量與所述熔融鎳渣的質(zhì)量比為(5?25): 100。由此，添加劑和助熔劑與熔融鎳渣按該比例混合后，通過攪拌可使熔融鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分發(fā)生變化，得到均質(zhì)化的混合熔融鎳渣，進一步提高鎳渣的冶金性能，降低還原反應(yīng)溫度，有利于后續(xù)還原反應(yīng)的進行。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實施例，添加劑與助熔劑的質(zhì)量比為(5?20):(O?5)。由此，添加劑與助熔劑按該比例混合后，通過攪拌可使熔融鎳渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分發(fā)生變化，得到均質(zhì)化的混合熔融鎳渣，進一步提高鎳渣的冶金性能，降低還原反應(yīng)溫度，有利于后續(xù)還原反應(yīng)的進行。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，添加劑為選自石灰石或生石灰中的至少一種，助熔劑為選自工業(yè)純堿或螢石中的至少一種。由此，在鎳渣直接還原過程中可不再加入，省去了造球、烘干和球團預(yù)熱等工藝，縮短還原焙燒裝置的還原時間、減少還原焙燒裝置的能耗，降低生產(chǎn)和運行成本。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的實施例，熔融鎳渣的溫度不受特別的限制，只要是冶煉處理等得到的高溫熔融鎳渣即可，從而，有效利用熔融鎳渣的余熱。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，熔融鎳渣的溫度為1170?1250 °C。由此，余熱利用率高，后續(xù)加熱冶煉等處理的能耗低。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述混合熔融鎳渣的溫度為1250?1350°C。由此，可確保混合熔融鎳渣充分均質(zhì)化，為后續(xù)直接還原提供良好的原料條件。
[0050]S200?；幚?br>[0051]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將混合熔融鎳渣輸送至?；鬟M行?；幚?，得到渣粒。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)合適的原料粒徑，有利于降低還原焙燒的溫度，同時還原反應(yīng)的透氣性也較好，因此通過粒化處理，可為直接還原提供粒徑合適的渣粒，便于降低后續(xù)的還原焙燒的能耗、改善還原效果。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的實施例，渣粒的平均粒徑為5?20mm，溫度為800?1000°C。原料的粒徑越小，越有利于降低還原焙燒的溫度和時間，通過粒化處理，使混合熔融鎳渣?；癁樾×降脑?，便于降低后續(xù)的還原焙燒的能耗。但粒徑過小，導(dǎo)致直接還原反應(yīng)的透氣性變差，從而直接影響還原效果，當渣粒的平均粒徑為5?20mm時，還原焙燒的溫度低，時間短。渣粒的溫度為800?100tC，熱態(tài)渣?？梢灾苯舆M行還原焙燒，促進傳熱和還原反應(yīng)的進行，縮短還原反應(yīng)的時間，進一步降低還原焙燒處理的能耗。
[0053]S300還原焙燒處理
[0054]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將渣粒輸送至還原焙燒裝置，與還原劑接觸，進行還原焙燒處理，以便得到還原物料，其中還原物料由金屬化球團和含碳物質(zhì)組成。由此，利用還原焙燒裝置對渣粒進行還原焙燒處理，使鐵的氧化物還原為還原鐵。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，還原焙燒裝置為轉(zhuǎn)底爐，該還原焙燒裝置具有中溫焙燒區(qū)和高溫焙燒區(qū)。進而，渣粒經(jīng)收集后可直接熱布入底部鋪有還原劑的轉(zhuǎn)底爐料床上，布料厚度為10?40mm，熱態(tài)渣粒在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)經(jīng)中溫區(qū)、高溫區(qū)加熱至1150?1350 °C后，保持20?40min，完成直接還原反應(yīng)生成金屬化球團，金屬化球團及剩余含碳物質(zhì)則一并排出轉(zhuǎn)底爐外。
[0056]S400干式磁選分離
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將所述還原物料進行干式磁選，得到金屬化球團和含碳物質(zhì)。由此，將金屬化球團從還原物料中分離出來，以便金屬化球團進行后續(xù)的渣鐵分離。
[0058]S500渣鐵分離
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將所述金屬化球團進行渣鐵分離，得到還原鐵和渣。由此，將還原鐵從金屬化球團中分離出來。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實施例，渣鐵分離為磨礦磁選分離或熔分分離。其中，磨礦磁選分離將金屬化球團進行細磨處理，得到細磨物料，對細磨物料進行磁選處理，從而使得物料經(jīng)細磨、磁選分離后得到還原鐵產(chǎn)品；熔分分離利用熔分分離裝置，通過燃氣熔分處理，利用間歇出料方式實現(xiàn)熔分鐵、熔分渣的分離，得到還原鐵產(chǎn)品。
[0061]下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明性的，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0062]實施例1
[0063]以鎳冶煉爐內(nèi)排出的高溫熔融鎳渣為原料制備還原鐵，具體方法如下:
[0064](I)將從鎳冶煉爐內(nèi)排出的溫度為1170?1250 °C的高溫熔融鎳渣，熱態(tài)直接倒入化渣爐內(nèi)；
[0065](2)將化渣爐內(nèi)的溫度升溫至1300?1350°C，通過化渣爐頂部加料口，向爐內(nèi)加入鎳渣重量的10%、粒度為5?1mm的顆粒狀生石灰和螢石，其中，生石灰和螢石的質(zhì)量比為5: 5，同時，采用外敷耐火材料的機械攪拌槳插入熔渣中，對熔池內(nèi)的混合物料攪拌1miη后，再次向爐內(nèi)補熱，保溫1min充分均化，得到均化后的混合熔融鎳渣。
[0066](3)將均化后的鎳渣倒入中間包中，并經(jīng)渣口流入粒化器中，控制?；鬓D(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速在3000?3100轉(zhuǎn)/min，從?；髦信懦瞿痰臒釕B(tài)渣粒，粒度為5?10mm，溫度為950?1000Γ。
[0067](4)將熱態(tài)渣粒均勻裝入底面鋪有無煙煤的轉(zhuǎn)底爐爐底上，熱態(tài)渣粒層厚度10?20mm;熱態(tài)渣粒在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)經(jīng)中溫區(qū)、高溫區(qū)加熱至1150?1250 °C后，保持20min，完成直接還原反應(yīng)生成金屬化球團，金屬化球團及剩余含碳物質(zhì)則一并排出轉(zhuǎn)底爐外。
[0068](5)轉(zhuǎn)底爐排出的產(chǎn)物經(jīng)余熱回收后，再經(jīng)干式磁選分離得到金屬化球團和含碳物質(zhì)，金屬化球團直接進行磨礦磁選，可得到TFe 91 %、鐵回收率85%的還原鐵產(chǎn)品。
[0069]實施例2
[0070]以鎳冶煉爐內(nèi)排出的高溫熔融鎳渣為原料制備還原鐵，具體方法如下:
[0071 ] (I)將從鎳冶煉爐內(nèi)排出的溫度為1170?1250 °C的高溫熔融鎳渣，熱態(tài)直接倒入化渣爐內(nèi)。
[0072](2)將化渣爐內(nèi)的溫度升溫至1280?1330°C，通過化渣爐頂部加料口，向爐內(nèi)加入鎳渣重量的13%、粒度為10?15mm的石灰石和工業(yè)純堿，其中，石灰石:工業(yè)純堿的質(zhì)量比為1: 3，同時，采用外敷耐火材料的機械攪拌槳插入熔渣中，對熔池內(nèi)的混合物料攪拌20min后，再次向爐內(nèi)補熱，保溫1min充分均化，得到均化后的混合熔融鎳渣。
[0073](3)將均化后的鎳渣倒入中間包中，并經(jīng)渣口流入粒化器中，控制?；鬓D(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速在3000?3100轉(zhuǎn)/min;從?；髦信懦瞿痰臒釕B(tài)渣粒，粒度為10?15mm，溫度為900?950Γ。
[0074](4)將熱態(tài)渣粒均勻裝入底面鋪有無煙煤的轉(zhuǎn)底爐爐底上，熱態(tài)渣粒層厚度20?30mm，熱態(tài)渣粒在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)經(jīng)中溫區(qū)、高溫區(qū)加熱至1200?1300 °C后，保持30min，完成直接還原反應(yīng)生成金屬化球團，金屬化球團及剩余含碳物質(zhì)則一并排出轉(zhuǎn)底爐外。
[0075](5)轉(zhuǎn)底爐排出的產(chǎn)物經(jīng)余熱回收后，再經(jīng)干式磁選分離得到金屬化球團和含碳物質(zhì)，金屬化球團直接進行磨礦磁選，可得到TFe 92 %、鐵回收率88 %的還原鐵產(chǎn)品。
[0076]實施例3
[0077]以鎳冶煉爐內(nèi)排出的高溫熔融鎳渣為原料制備還原鐵，具體方法如下:
[0078](I)將從鎳冶煉爐內(nèi)排出的溫度為1170?1250 °C的高溫熔融鎳渣，熱態(tài)直接倒入化渣爐內(nèi)。
[0079](2)將化渣爐內(nèi)的溫度升溫至1250?1300°C，通過化渣爐頂部加料口，向爐內(nèi)加入鎳渣重量的20%、粒度為15?20mm的生石灰塊，采用外敷耐火材料的機械攪拌槳插入熔渣中，對熔池內(nèi)的混合物料攪拌20min后，再次向爐內(nèi)補熱，保溫1min充分均化，得到均化后的混合熔融鎳渣。
[0080](3)將均化后的鎳渣倒入中間包中，并經(jīng)渣口流入粒化器中，控制粒化器轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速在3000?3100轉(zhuǎn)/min;從?；髦信懦瞿痰臒釕B(tài)渣粒，粒度為15?20mm，溫度為950?100cC0
[0081](4)將熱態(tài)渣粒均勻裝入底面鋪有無煙煤的轉(zhuǎn)底爐爐底上，熱態(tài)渣粒層厚度30?40mm ；熱態(tài)渣粒在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)經(jīng)中溫區(qū)、高溫區(qū)加熱至1250?1350 °C后，保持40min，完成直接還原反應(yīng)生成金屬化球團，金屬化球團及剩余含碳物質(zhì)則一并排出轉(zhuǎn)底爐外。
[0082](5)轉(zhuǎn)底爐排出的產(chǎn)物經(jīng)余熱回收后，再經(jīng)干式磁選分離得到金屬化球團和含碳物質(zhì)，金屬化球團熱態(tài)直接進行熔分，可得到TFe 94%、鐵回收率96 %的還原鐵產(chǎn)品。
[0083]在本說明書的描述中，參考術(shù)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(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0084]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種制備還原鐵的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 化渣裝置，所述化渣裝置具有熔融鎳渣入口、添加劑入口、助熔劑入口、攪拌器和混合熔融鎳渣出口； 粒化器，所述粒化器具有粒化物料入口、流渣孔和渣粒出口，所述?；锪先肟谂c所述混合熔融鎳渣出口相連； 還原焙燒裝置，所述還原焙燒裝置具有渣粒入口、還原劑入口和還原物料出口，所述渣粒入口與所述渣粒出口相連； 干式磁選裝置，所述干式磁選裝置具有還原物料入口、金屬化球團出口和含碳物質(zhì)出口，所述還原物料入口與所述還原物料出口相連； 渣鐵分離裝置，所述渣鐵分離裝置具有金屬化球團入口、還原鐵出口和排渣口，所述金屬化球團入口與所述金屬化球團出口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括: 貯存裝置，所述貯存裝置具有引入流渣糟、出渣孔和引出流渣糟，所述引入流渣糟與所述混合熔融鎳渣出口相連，所述引出流渣糟與所述粒化物料入口相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述渣鐵分離裝置為磨選分離裝置或熔分分離裝置。4.一種利用權(quán)利要求1-3任一項所述的制備還原鐵的系統(tǒng)制備還原鐵的方法，其特征在于，包括: 將鎳冶煉爐排出的熔融鎳渣直接輸送至化渣裝置，與添加劑和助熔劑混合攪拌并進行加熱處理，以便得到混合熔融鎳渣； 將所述混合熔融鎳渣輸送至粒化器進行?；幚?，以便得到渣粒； 將所述渣粒輸送至還原焙燒裝置，與還原劑接觸，進行還原焙燒處理，以便得到還原物料； 將所述還原物料經(jīng)干式磁選機進行干式磁選分離，以便得到金屬化球團和含碳物質(zhì)；以及 將所述金屬化球團進行渣鐵分離，以便得到還原鐵和渣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述添加劑和所述助熔劑的總質(zhì)量與所述熔融鎳渣的質(zhì)量比為(5?25): 100。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述熔融鎳渣的溫度為1170?1250°C。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合熔融鎳渣的溫度為1250?1350Γ。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述添加劑與所述助熔劑的質(zhì)量比為(5?20): (O?5)，其中，所述的添加劑為選自石灰石和生石灰中的至少一種，所述的助熔劑為選自工業(yè)純堿和螢石的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述渣粒的平均粒徑為5?20mm，溫度為800?1000。。。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述渣鐵分離為磨礦磁選分離或熔分分離。
【文檔編號】C22B1/02GK105838870SQ201610350429
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉占華, 王欣, 陳文亮, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設(shè)計院有限公司