[發明專利]一種鐵錳氧化礦流態化焙燒系統及方法

有效

• 申請號: 201911337866.0
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111074064B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 孫昊延;朱慶山;王珍;謝朝暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B1/10
• 分類號: C22B1/10
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

一種鐵錳氧化礦的流態化焙燒系統及方法，系統包括進料倉、干燥器、旋風預熱器、流態化焙燒爐、還原氣冷卻器、間接水冷器和出料倉。方法為：(1)礦粉由進料倉經干燥器脫水；(2)干燥礦經旋風預熱器預熱升溫；(3)熱礦粉進行低溫流態化磁化還原焙燒；(4)還原礦經還原氣冷卻器和間接水冷器兩段無氧換熱降溫后送弱磁選分離。本發明具有鐵錳氧化礦低溫高效磁化還原，鐵氧化物相磁化率和錳氧化物相還原率高、顯熱有效利用、能耗低的優勢，能夠實現鐵錳氧化礦中鐵錳共生資源的高效分離利用目標。

技術領域

本發明屬于礦物加工、冶金領域，特別涉及一種鐵錳氧化礦流態化焙燒系統及方法。

背景技術

我國經濟快速發展優質錳礦、鐵礦資源基礎工業消耗巨大，日漸匱乏。而我國大量的低品位鐵錳共生礦資源尚未實現大規模鐵、錳資源有效分離利用。同時近年來我國從國外大量進口的鐵錳共生礦，由于相比傳統錳礦鐵含量高，也限制了其廣泛替代錳礦資源利用。一般而言，鐵錳共生礦多為高價金屬氧化物礦，原礦中鐵礦物多以赤褐鐵礦相Fe₂O₃形式存在，錳礦物多以二氧化錳礦相MnO₂形式存在。傳統選礦工藝難以實現Fe₂O₃和MnO₂的有效分離。因此，開發一種鐵錳氧化礦中鐵、錳資源有效分離利用的方法對緩解我國鐵精礦和錳精礦資源供應不足，支撐相關產業發展具有重要意義。

目前針對難選鐵礦和難利用氧化錳礦的單獨資源加工利用最為有效的手段是難選鐵礦磁化焙燒-弱磁選富集利用和氧化錳礦還原焙燒-酸浸電解利用。其焙燒基本反應分別為Fe₂O₃+CO/H₂→Fe₃O₄+CO₂/H₂O和MnO₂+CO/H₂→MnO+CO₂/H₂O，前者弱磁性Fe₂O₃轉變為強磁性Fe₃O₄，后者難酸浸MnO₂變為易酸浸MnO。從焙燒反應器角度主要分為豎爐、回轉窯和流化床三種。其中豎爐和回轉窯需要入爐原料粒度在厘米級以上，由于爐料粒徑大，反應動力學條件差，其能耗較以毫米級及以下入爐料運行的流化床高30％以上，且焙燒難選鐵礦時容易出現過還原和還原不足的現象，直接影響收率。流態化焙燒直接利用粉料入爐有低溫反應效率高、能耗低、反應物相轉變均勻的突出優勢，因此是當前工業應用的主要發展方向。但現有流態化技術方法僅在單獨加工處理難選鐵礦或難利用氧化錳礦的背景目標上進行工藝設計，難以充分滿足鐵錳共生礦鐵、錳資源同時焙燒利用的工藝目標。