[發明專利]一種從鐵礦石直接還原物料中分離殘炭的方法

在審

• 申請號: 202111409575.5
• 申請日: 2021-11-20
• 公開（公告）號: CN114247563A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 權芳民
• 申請（專利權）人: 酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: B03C1/30
• 分類號: B03C1/30;B07B1/28;C21B13/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明提供了一種從鐵礦石直接還原物料中分離殘炭的方法，針對鐵礦石直接還原物料采用傳統干式磁選方法存在的干選物料鐵品位低、單臺設備生產能力低的問題，采用的方法為：鐵礦石在鐵礦石還原爐內經還原后得到高溫還原物料，高溫還原物料經無氧冷卻機冷卻到常溫后，采用振動篩將粒度分級為4mm以下物料和4mm以上物料。粒度4mm以上物料直接加入電爐進行熔分，而粒度4mm以下物料采用風選機進行還原物料與殘炭和煤灰的分離，得到的還原物料加入到熔分電爐進行熔分，殘炭返回到鐵礦石配料系統利用，煤灰直接進行排放。本發明實現了對常溫金屬化物料中的殘炭和灰分進行去除，達到提高金屬化物料鐵品位和單臺設備產能低的目的。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，涉及一種從鐵礦石直接還原物料中分離殘炭的方法。

背景技術

目前，在鐵礦石煉鐵的非高爐直接還原工藝中，一般采用鐵礦石經直接還原工藝生產高溫金屬化物料，然后將高溫金屬化物料經無氧冷卻后得到常溫金屬化物料，常溫金屬化物料再經分選工藝去除物料還原過程中剩余的殘炭和灰分，得到的潔凈金屬化物料再加入到熔分電爐中進行熔分，可得到高溫鐵水。

在常溫金屬化物料分選工藝中，由于金屬化物料呈現多孔的海綿結構，采用濕式磁選工藝會造成金屬化物料的二次氧化，一般采用干式磁選方法。

在常溫還原物料干式磁選工藝中，當還原物料的粒度過細時，一般采用永磁磁滑輪進行干選，圖1為通過永磁磁滑輪進行干式磁選的示意圖。還原物料經皮帶輸送到磁滑輪的分選磁系中，在磁系的磁力和磁滑輪的離心力作用下，磁性物料緊貼皮帶表面移動，而非磁性料則離開皮帶表面進行移動，從而實現金屬化物料與殘炭和灰分的分離。該工藝存在以下缺點：（1）永磁磁滑輪的磁極數有限，磁翻轉次數少，精礦品位低；（2）永磁磁滑輪給礦料層薄，生產能力?。唬?）料層給礦沒有分散條件。干選得到的金屬化物料中往往夾雜有部分殘炭和灰分，使金屬化物料的鐵品位受到一定的影響。

發明內容

本發明針對鐵礦石直接還原物料采用傳統干式磁選方法存在的干選物料鐵品位低、單臺生產能力低的問題，提供了一種從鐵礦石直接還原物料中分離殘炭的方法，可對常溫還原物料中的殘炭和灰分進行徹底去除，達到提高金屬化物料鐵品位和單臺設備生產能力的目的。

本發明一種從鐵礦石直接還原物料中分離殘炭的方法，包括如下步驟：

（1）將鐵礦石和高揮發分還原煤加入到鐵礦石還原爐內，經還鐵礦石還原爐還原后，得到鐵礦石直接還原物料；所述高揮發分煤為粒度5-25mm的煤炭，所述高揮發分還原煤中為的揮發分40-45%。

鐵礦石在鐵礦石還原爐內進行還原的還原劑采用高揮發分還原煤，在高揮發分還原煤中含有40-45%的揮發分，在煤的加熱過程中從400℃以上開始析出揮發分，揮發分在鐵礦石還原爐內900-1000℃溫度作用下，最終可充分熱解為H₂和活性顆粒碳，H₂可作為還原劑進行鐵礦石的氫還原，高揮發還原煤在還原鐵礦石后殘余的物質為殘炭和煤灰。

選用粒度為4-20mm的鐵礦石進行高溫還原，鐵礦石在鐵礦石還原爐內進行還原過程中粉化率在5%以下，還原物料經篩分后，其篩下粒度4mm以下物料質量比為10%以下。粒度4mm以上的金屬化物料占物料總量90%以上。

鐵礦石與高揮發煤混合物經鐵礦石還原爐還原并冷卻后，由于煤中揮發分已全部析出，煤變成強度較低的蜂窩狀殘炭，蜂窩狀殘炭在還原爐內流動過程中會碎化成4mm以下的殘炭，從而還原物料采用4mm的振動篩進行粒度分級后，篩上物料中所含的殘炭量很少，可直接進入溶分電爐進行利用。

高揮發分煤選用粒度5-25mm的煤炭，煤炭經900-1000℃高溫充分熱解后，在鐵礦石還原爐內與粒狀鐵礦石一起流動時會發生塊料碎化現象，從鐵礦石還原爐排出的還原物料中粒度4mm以上占5%以下。

（2）將從鐵礦石還原爐內排出高溫鐵礦石直接還原物料采用無氧冷卻機降溫至200℃以下。