[發明專利]一種氧化鐵、氧化錳礦的焙燒裝置及方法

在審

• 申請號: 201810292386.6
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108285973A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 劉小銀;陳雯;李家林;張立剛;陸曉蘇;彭澤友;趙強;嚴小虎;廖振鴻
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B47/00;C21B13/00;F27D17/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周孝湖

本發明公開了一種氧化鐵、氧化錳礦的焙燒裝置及方法，該焙燒裝置包括給料單元、旋風預熱單元、除塵單元和還原焙燒單元，給料單元的出料端連接旋風預熱單元的進料端，旋風預熱單元的出料端連接還原焙燒單元的進料端，旋風預熱單元的排氣口與除塵單元的進氣口連通，還原焙燒單元包括反應器，其進料端與旋風預熱單元的出料端連接，反應器的反應腔由上至下分為物料堆積反應區和物料冷卻區，反應器上于物料堆積反應區的下部安裝有氣體還原劑噴管，反應器與旋風預熱單元連接的管路上安裝有固體還原劑噴嘴，反應器的底部排料口處設有控制礦料在反應器內還原時間和冷卻時間的排料裝置。該裝置節能環保、適應性強、所得產品質量更好。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體涉及一種氧化鐵、氧化錳礦的焙燒裝置及方法。

背景技術

我國鐵礦資源較為豐富，截至2014年底查明資源儲量達843.4億噸，但多數為“貧”、“細”、“雜”礦，品質較差；其中約20％為復雜難選氧化鐵礦，目前常用的選礦技術不能充分利用此類礦石，雖經多次強(弱)磁、浮選，鐵精礦品位和回收率均難以提高，目前此類礦石除少數礦區被開采利用外，多數礦區未進行開發利用。實驗室試驗和工業實踐證明，磁化焙燒是處理難選氧化鐵礦資源的最有效方法。

現階段鐵礦焙燒得以工業應用的方法是：豎爐焙燒、回轉窯焙燒和閃速焙燒。豎爐焙燒用于處理15mm～75mm的塊礦，由于原料粒度粗，焙燒時間較長，且只適用于塊礦，制約了其推廣應用。回轉窯焙燒用于處理0～25mm的礦石，礦石粒度雖比豎爐小，但焙燒時間要求60～80min，細粒級粉礦的存在導致回轉窯焙燒容易結圈，焙燒過程操控難度較大。閃速焙燒用于處理1mm以下的粉礦，該焙燒方法氣固兩相之間的傳熱傳質速率比回轉窯大3000-4000倍，能快速地完成礦物的磁性轉化，但焙燒物料的還原反應時間僅數十秒，為使還原反應進行的徹底，還原溫度一般需600℃以上，特別是對于鮞狀赤鐵礦等結構致密的礦石，還原時間略顯不足，導致選別過程的金屬回收率偏低。中國專利CN 103194594A公開了一種靜態深度還原磁化鐵礦石的工藝系統及方法，其預熱裝置為回轉窯，預熱時間較長，單機設備處理能力較小；且物料在預熱過程中需完成部分磁化，這就要求回轉窯內為中性或者弱還原性氣氛，導致燃料的燃燒不充分，外排尾氣中可能出現CO，因而，操作相對復雜，能耗較高。

據國土資源部發布的《中國礦產資源報告(2016)》，我國錳礦查明資源儲量為13.8億噸，其中氧化錳礦石約占錳礦查明資源儲量總量的25.0％，碳酸錳礦石約占56.0％，其它類型錳礦石約占19.0％。電解錳工藝原料主要有碳酸錳礦和軟錳礦兩大類，碳酸錳礦(MnCO₃)與H₂SO₄和廢電解液浸出，或軟錳礦(MnO₂)與還原劑反應生成MnO后再與H₂SO₄和廢電解液同時浸出，獲得合格硫酸錳浸出液后電解可獲得電解金屬錳產品。采用軟錳礦作為電解錳原料的優點是：軟錳礦錳含量高、雜質含量少、焙燒后凈化除雜較容易、浸出過程中酸耗相對碳酸錳礦少。

我國利用軟錳礦生產電解金屬錳、電解MnO₂和其他錳鹽類產品的工藝基本上都是采用回轉窯先對其進行還原焙燒預處理，但回轉窯焙燒存在著能耗高、投資大、窯內壁易結圈(疤)、生產成本較高和操作過程的工藝控制要求較高等缺點。中國專利CN 102363837A公開了一種粉狀氧化錳礦流態化還原焙燒裝置及方法，該方法反應器采用鼓泡循環流化床，不能及時將已完成還原反應的氧化錳礦分離出來，導致反應器內物料的循環負荷較大，且由于流化床的反應時間難以準確控制，可能出現錳礦的過還原或欠還原現象；且還原介質為煤氣，對還原介質要求較高，不適用于缺乏煤氣的地域。

針對現階段氧化鐵(錳)礦還原焙燒過程中存在的實際問題，開發出一種節能環保、適應性更強、產品質量更好的氧化鐵(錳)礦還原焙燒工藝系統及方法，對氧化鐵(錳)礦的綠色開發具有重要的現實意義。

發明內容