[發明專利]一種鐵礦粉多級懸浮態還原焙燒裝置及方法

有效

• 申請號: 201910241077.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109943710B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 李艷軍;韓躍新;余建文;高鵬;孫永升
• 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

一種鐵礦粉多級懸浮態還原焙燒裝置及方法，裝置包括外殼、擋板組、進料管和進氣管組；進料管內設有翻板閥；擋板組由N個上擋板和N?1個下擋板組成，相鄰兩個上擋板之間設有一個下擋板；每個上擋板與一個支撐板相對，氣流分布板的底面與支撐板連接；每個進氣管與一個氣流區域連通；各進氣管同時與一個氣體加熱器連通；方法為：(1)還原氣體加熱至500～900℃后進入各反應室；(2)鐵礦粉送入進料管，翻板閥開啟進入反應室；(3)鐵礦粉發生還原反應；(4)鐵礦粉發生還原反應后從出料口排出。本發明的方法還原過程傳熱傳質效率高，反應速度快，時間短，大幅提高生產效率和降低能耗。

技術領域

本發明屬于礦物加工、冶金技術領域，特別涉及一種鐵礦粉多級懸浮態還原焙燒裝置及方法。

背景技術

我國擁有儲量巨大復雜難選鐵礦資源，微細粒礦、菱鐵礦、褐鐵礦、鮞狀赤鐵礦等典型的難利用鐵礦資源總儲量達200億噸以上，廣泛分布于遼寧、河北、山西、陜西、湖北、新疆等地；難選鐵礦石的礦物組成復雜、結晶粒度微細，采用常規選礦技術難以獲得理想的技術經濟指標，而采用磁化還原焙燒或者直接還原焙燒—磁選技術處理此類難選鐵礦石均可獲得較好的分選指標；目前，針對鐵礦石還原(含磁化)焙燒的設備主要有隧道窯、回轉窯、轉底爐、豎爐、流化床等，但傳統隧道窯、豎爐和轉底爐等焙燒設備存在能耗高，回轉窯存在容易結圈等問題；流化床由于氣固接觸充分、傳熱傳質效率高、反應速度快，成為還原焙燒裝置研發的熱點；現有階段針對鐵礦粉研發新型懸浮態還原焙燒裝置尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種鐵礦粉多級懸浮態還原焙燒裝置及方法，通過對粉狀鐵礦石進行多級懸浮還原焙燒后，實現不同粒級的鐵礦粉同步還原，焙燒礦質量均勻，分選指標優異。

本發明的鐵礦粉多級懸浮態還原焙燒裝置包括外殼、擋板組、進料管和進氣管組；外殼的前端上方設有進料口與進料管連通，進料管內設有翻板閥；外殼后端的上方設有出料口；擋板組由N個上擋板和N-1個下擋板組成，相鄰兩個上擋板之間設有一個下擋板，擋板組將外殼前后兩個端板之間的空間平均分隔為2N個反應室；其中每個上擋板的底邊與一個支撐板的頂邊相對，每個支撐板和與其相對的上擋板之間為下通道；每個下擋板頂邊與外殼頂板之間為上通道；每個反應室內設有氣流分布板，氣流分布板的底面與支撐板連接，氣流分布板將每個反應室分隔為上方的粉料懸浮區域和下方的氣流區域；進氣管組由多個設有流量閥的進氣管組成，每個進氣管與一個氣流區域連通；各進氣管同時與一個氣體加熱器連通，氣體加熱器與氣源連通。

上述裝置中，每個上擋板的頂邊與外殼頂板固定連接，側邊與外殼側板固定連接；每個支撐板的底邊與外殼的底部固定連接；側邊與外殼側板固定連接；每個下擋板的底邊與外殼的底部固定連接，側板與外殼側板固定連接。

上述裝置中，上通道和下通道的面積與反應室的水平截面積相同。

上述裝置中，支撐板的高度為外殼高度為1/8～1/6。

上述裝置中，進料管的水平截面積為反應室水平截面積的1/2～3/4。

上述的N≥2。

上述裝置中，氣流分布板孔徑0.1～1mm，開孔率2～10％。

上述裝置中，氣流分布板的側邊與外殼側板、外殼端板和下擋板固定連接，或者與外殼側板和下擋板固定連接。

本發明的鐵礦粉多級懸浮態還原焙燒方法是采用上述裝置，按以下步驟進行：

1、將還原氣體通過氣體加熱器加熱至500～900℃，然后經進氣管組進入各反應室，并經過氣流分布板進入粉料懸浮區域；

2、將鐵礦粉連續送入進料管，隨著鐵礦粉在進料管內累積，翻板閥開啟，鐵礦粉進入2N個反應室中的第一個反應室，然后翻板閥關閉；當進料管內鐵礦粉繼續累積時重復上述過程；