[发明专利]处理含铁矿粉的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体而言，本发明涉及处理含铁矿粉的系统和方法。

背景技术

生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。气基法主要包括Midrex、HYL、PERED和流化床，煤基法以回转窑和转底炉法为主。约80％的直接还原铁是通过气基法生产，以MIDREX法和HYL法为主。

气基法直接还原技术在天然气丰富的地区得到了广泛的工业应用，近年来随着煤制气作还原剂技术的开发利用，气基竖炉直接还原技术在我国引起了广泛的关注。为了保证直接还原铁产品的品质，直接还原工艺对含铁原料，特别是对直接入炉铁矿球团的要求极为苛刻，不仅要求必须有足够高的强度，还必须具有良好的透气性和还原性，且矿料在竖炉内一般设置为堆积状态，因气体在堆积状态的矿料中的扩散较慢，充分还原需6h左右，加上其还原、冷却均在炉体内进行，进一步延长了工序时间且还会导致炉内温度与气体成分控制不便。

现有流化床工艺常用的为Fior流态法，其使用0.25～4mm范围的矿料，矿料在流化床上处于悬浮状态，增加了与还原气体接触的面积，但由于矿石颗粒仍较粗，仅在一定程度上减少了还原时间，且细粒矿粉易逸出、气体利用率低。为解决这些问题，一般采用多个流化床串联使用，以增加矿石和还原气体的接触时间来提高气体利用率，这样使工艺变得复杂。

上述多种工艺系统中，为使还原气体达到使用要求，还需要设置多个气体加热、冷却装置，这不仅增加了设备投资，还使工艺体系变得复杂。且上述还原工艺还原温度低，铁晶粒长大困难，磨选分离难度大。

由此可见，目前的直接还原炼铁技术普遍存在还原效率低，工艺设备复杂，嵌布粒度细及微细的铁矿在还原过程中铁晶粒难以长大的问题，限制了磨选工艺的使用。因此，亟需一种还原效率高、工艺简单的直接还原炼铁技术。

发明内容

本发明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，本发明的一个目的在于提出一种处理含铁矿粉的系统和方法。该系统解决了现有直接还原技术中含铁物料还原率低、铁晶粒长大困难的问题，且所得的铁产品中铁的回收率达95％以上，尾渣中钒钛的回收率达95％以上。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铁矿粉的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

磨矿装置，所述磨矿装置具有含铁矿粉入口、兰炭入口和混合矿粉出口；

预热装置，所述预热装置具有辐射管、混合矿粉入口和预热混合矿粉出口，所述混合矿粉入口与所述混合矿粉出口相连；

气基竖炉，所述气基竖炉内自上而下限定出预热区和还原区，所述预热区具有高温旋风除尘器、布料器、预热混合矿粉入口和除尘后炉顶气出口，所述预热混合矿粉入口与所述预热混合矿粉出口相连，所述还原区具有还原气入口和热还原铁粉出口；

深还原装置，所述深还原装置具有电加热组件、热还原铁粉入口和金属化球团出口，所述热还原铁粉入口与所述热还原铁粉出口相连；

水淬装置，所述水淬装置具有金属化球团入口和水淬后料出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连；

磁选装置，所述磁选装置具有水淬后料入口、铁产品出口和尾渣出口，所述水淬后料入口与所述水淬后料出口相连。

根据本发明实施例的处理含铁矿粉的系统通过将经磨细后的混合矿粉经预热后直接送至气基竖炉进行还原，反应速度快，且省却了氧化球团制备工序，简化了工艺流程；另外将高温旋风除尘器布置于气基竖炉本体内部，且与除尘后炉顶气出口同在气基竖炉的预热区，既净化了炉顶气又有效避免了炉顶气炉外除尘过程中的热损失问题；同时采用深还原装置取代传统竖炉的冷却段，可对未充分还原的热还原铁粉进行深还原，有效提高了金属化球团的金属化率，且缓解了气基竖炉本体的还原压力，并解决了竖炉还原温度低、铁晶粒长大困难的难题，显著提高了后续磁选处理的磁选效果，所得的铁产品中铁的回收率达95％以上，尾渣中钒钛的回收率达95％以上。

另外，根据本发明上述实施例的处理含铁矿粉的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述除尘后炉顶气出口与所述辐射管上的进气口相连，所述辐射管上的出气口与所述还原气入口相连。由此，可显著提高该系统的热利用率，同时节约能耗。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理含铁矿粉的系统处理含铁矿粉的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将含铁矿粉和兰炭供给至所述磨矿装置中进行细磨处理，以便得到混合矿粉；