[发明专利]微细粒钛铁矿流态化还原焙烧-磁选回收钛的装置及方法

权利要求书

1.一种微细粒钛铁矿流态化还原焙烧-磁选回收钛的装置，其特征在于包括料仓（1）、N级旋风预热器、悬浮加热炉（6）、第一旋风分离筒（7）、还原反应器（8）、第二旋风分离筒（9）、水冷换热器（10）和弱磁选机（11），其中N=2~4；料仓（1）的出料口与螺旋给料器（2）的进料口相对，螺旋给料器（2）的出料口与N级旋风预热器的进料口通过管道连通，N级旋风预热器的出料口通过管道与悬浮加热炉（6）下部的进料口通过管道连通，悬浮加热炉（6）的底部设有燃烧器（13），悬浮加热炉（6）上部的出料口通过管道与第一旋风分离筒（7）的进料口通过管道连通；第一旋风分离筒（7）的出料口与还原反应器（8）顶部的进料口连通；还原反应器（8）内设有隔板，还原反应器（8）内下方设有布风板，隔板顶边与还原反应器（8）的顶板固定连接，隔板的两个侧边与还原反应器（8）的侧壁固定连接，隔板的底边与布风板之间的间隙作为物料通道，隔板将还原反应器（8）内部分隔为进料室和反应室，还原反应器（8）的进料口位于进料室顶部，还原反应器（8）的出料口位于反应室上部，还原反应器（8）的底板上设有氮气入口和还原气入口分别与进料室和反应室相对；还原反应器（8）的出料口通过管道与第二旋风分离筒（9）的进料口连通，第二旋风分离筒（9）的出料口与水冷换热器（10）的进料口连通，水冷换热器（10）的出料口与弱磁选机（11）的进料口相配合；N级旋风预热器的出气口与旋风除尘器（14）的进料口连通，旋风除尘器（14）的出气口与布袋除尘器（15）的进料口连通，布袋除尘器（15）的出气口与引风机（16）连通；所述的N级旋风预热器、第一旋风分离筒（7）、第二旋风分离筒（9）和旋风除尘器（14）均为旋风分离器。

2.根据权利要求1所述的微细粒钛铁矿流态化还原焙烧-磁选回收钛的装置，其特征在于所述的第一旋风分离筒（7）的出气口通过管道与N级旋风预热器的进料口连通。

3.一种微细粒钛铁矿流态化还原焙烧-磁选回收钛的方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）将微细粒钛铁矿置于料仓（1）内；所述的微细粒钛铁矿为钛铁矿选铁后产生的细粒含钛尾矿，其固体部分的粒度≤0.074mm，其中粒度小于0.038mm的部分占总质量的50~95%，按质量百分比含水≤10%；

（2）启动引风机（16），使布袋除尘器（15）、旋风除尘器（14）、N级旋风预热器、悬浮加热炉（6）、第一旋风分离筒（7）内形成负压；

（3）启动燃烧器（13），向燃烧器（13）内通入天然气及空气，单位时间内天然气及空气的体积流量比为1:10~1:13；燃烧器（13）产生的高温烟气给入悬浮加热炉（6）底部，在负压作用下，高温烟气经悬浮加热炉（6）依次进入第一旋风分离筒（7）和N级旋风预热器；

（4）启动螺旋给料器（2），将从料仓（1）放出的微细粒钛铁矿连续传输到N级旋风预热器，在各级旋风预热器中分别受高温烟气作用预热，形成预热钛铁矿，预热钛铁矿从N级旋风预热器的出料口进入悬浮加热炉（6）；

（5）预热钛铁矿进入悬浮加热炉（6）后，在负压和高温烟气作用下处于悬浮状态，并被加热至600~750℃，然后从悬浮加热炉的出料口排出，进入第一旋风分离筒（7），经过气固分离后的固体物料从第一旋风分离筒（7）的出料口排出，进入还原反应器（8）；

（6）在还原反应器（8）的氮气入口和还原气入口分别通入氮气和还原气，固体物料进入进料室内在氮气作用下处于流化运动状态，并逐渐流入反应室，在反应室内与还原气发生还原反应，生成的还原物料随气流从还原反应器（8）的出料口流出；

（7）从还原反应器（8）的出料口流出的还原物料进入第二旋风分离筒（9），经气固分离后的二次固体物料进入水冷换热器（10），在水冷换热器（10）通入冷却水的条件下，二次固体物料经换热降温形成冷却物料，给入弱磁选机（11）进行弱磁选，获得的磁选精矿为含钛精矿。

4.根据权利要求3所述的微细粒钛铁矿流态化还原焙烧-磁选回收钛的方法，其特征在于所述的预热钛铁矿的温度为400~550℃。

5.根据权利要求3所述的微细粒钛铁矿流态化还原焙烧-磁选回收钛的方法，其特征在于步骤（5）中，还原气由煤制气或天然气裂解产生H₂及CO与氮气混合制成。