[發明專利]一種處理復雜難選鐵礦石的微波-流態化焙燒裝置

有效

• 申請號: 201811072396.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109055728B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 韓躍新;周文濤;孫永升;李艷軍;高鵬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B1/10
• 分類號: C22B1/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種處理復雜難選鐵礦石的微波?流態化焙燒裝置，包括反應室及套在其外部的微波腔體，反應室內部設有石英網；熱電偶從反應室頂端插入，底端與石英網之間有間隙；反應室底端設有保護性氣體進氣口和還原性氣體進氣口，頂端設有排氣口；微波腔體外部裝配有微波發生裝置。本發明的裝置可實現復雜難選弱磁性鐵礦石高效綜合利用，集中了流態化焙燒和微波加熱的優勢，又相互彌補了目前各自應用中的不足之處。

技術領域

本發明屬于礦物加工技術領域，具體涉及到一種處理復雜難選鐵礦石的微波-流態化焙燒裝置。

背景技術

隨著我國鋼鐵工業的迅速發展，對鐵礦石的需求量迅猛增加；據世界鋼鐵協會預測，2017年至2018年間全球鋼鐵需求將超過32億t，其中中國鋼鐵需求增長3％；2017年，我國進口鐵礦石10.75億t，增長7.5％，對外依存度超過86％；我國鐵礦石總產量雖然大，但總體呈現“貧、細、雜”的特點，即鐵礦石品位低、有用礦物嵌布粒度細、礦石組成成分復雜，難選鐵礦石所占比例較高；具體來講，總體礦山鐵品位僅為25～40％，只有1.6％的礦山為高品級，平均品位僅為34.29％，較全球平均品位低10.45％，大量的貧雜弱磁性鐵礦資源未能得到有效開發利用；在我國復雜難選鐵礦資源中，微細粒礦、菱鐵礦、褐鐵礦、鮞狀赤鐵礦屬典型難利用鐵礦資源，總儲量達200億噸以上，廣泛分布于遼、冀、晉、陜、鄂、疆、桂等省份；該類鐵礦石礦物由于自身特點，采用常規選礦技術難以獲得較好的技術經濟指標，部分資源尚未獲得工業化開發利用，部分資源雖得以開發，但利用效率極低；因此，研發自主創新技術，加強對貧細雜難選鐵礦石的綜合開發利用，對降低我國鐵礦石對外依存度、促進我國鋼鐵工業健康發展具有重要意義。

近年來，圍繞復雜難選鐵礦石的高效開發利用，國內外眾多研究單位開展了大量的基礎研究和技術開發工作，其中以選冶聯合即磁化焙燒-磁選工藝效果最為突出，磁化焙燒-磁選是指通過化學反應將赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等弱磁性鐵礦物轉變為強磁性的磁鐵礦或磁赤鐵礦，再利用礦物之間的磁性差異進行磁選；磁化焙燒方式有豎爐焙燒、回轉窯焙燒、流態化焙燒等；豎爐磁化焙燒工藝主要適合處理粒度25～75mm的塊礦，且該工藝存在著單機處理能力低、能耗高、焙燒時間長、產品質量不均勻等問題；回轉窯磁化焙燒工藝適合處理粒度25mm以下礦石，磁化焙燒質量及分選指標較豎爐好，但回轉窯工藝仍存在著磁化率低、易結圈、生產不穩定、作業率低和能耗高等問題；流態化是指固體物料顆粒在流體介質作用下呈流體狀態，流態化過程具有類似液體的特性；近些年來，國內一些科研團隊針對流態化焙燒技術和裝備開展了大量研究，如武漢理工大學余永富院士科研團隊提出了循環流態化閃速磁化焙燒工藝，中國科學院過程工程研究所提出了低溫流態化磁化焙燒工藝等，均取得良好的選別指標；其中，東北大學自主研發的預富集懸浮焙燒磁選技術，以湖北五峰狀赤鐵礦、渝東典型沉積型赤褐鐵礦、鞍鋼東部尾礦、東鞍山鐵礦石及酒鋼粉礦等為原料，開展了系統的PSRM實驗室及中試試驗，均獲得良好的分選指標。

微波是指頻率為300MHz～300GHz、波長在1mm～1m之間的電磁波，可以滲透到礦物分子內部，使發熱從分子內部開始發生，不需要熱傳導，熱效率高，能耗低；其次，共生在同一礦石的不同礦物，也會表現出不同的溫升變化，加劇其結合面的軟化；因此，微波焙燒具有快速加熱、選擇性加熱、能耗低、增強礦物單體解離度和可磨度等特點，在冶金工程應用過程中，微波焙燒相較于傳統焙燒表現出巨大的優勢，微波焙燒速率比傳統焙燒速率高3.97～7.15倍，微波所特有的選擇性加熱優勢，使得有用礦物與脈石礦物吸波特性存在較大差異，進而在礦物結合面產生內應力而形成裂紋和裂縫，能夠顯著提高礦物單體解離度和可磨度，更為節能降耗，選別效果更為顯著；眾多專家學者針對微波焙燒開展了大量的基礎研究，主要研究方向集中在礦物微波預處理、礦物吸波特性、礦物靜態碳熱還原微波焙燒等；靜態碳熱還原微波焙燒方法對于復雜難選鐵礦石很難實現高效綜合利用；目前，研制一種高效綜合處理復雜難選鐵礦石的裝置和方法，實現節能降耗、選擇性快速加熱、增強礦物單體解離度和可磨度，對于解決現有復雜難選鐵礦石的處理具有重要的意義。

發明內容