一种利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炼铁技术领域，特别涉及一种利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法。
【背景技术】
[0002]赤铁矿化学成分不固定，含铁量低，选矿富集困难，很难作为烧结配矿使用，利用率很低。由于赤铁矿含铁量很不稳定、水分含量变化大、碎磨过程中容易过粉碎，而且没有磁性，所以很难进行选矿富集，选矿过程中铁损大。另外，赤铁矿堆积密度小、吸水性强、Si〇2含量偏尚、烧损尚ο由于我国优质铁矿资源匮之、复杂难选铁矿石利用率低以及国内铁矿石生产企业产能不足，致使国内铁矿石市场呈现严重的供不应求状态。因此，加强国内复杂难选铁矿石高效开发利用研究，提高铁矿石自给率，具有重要的战略意义。
[0003]现有生产技术中，在生产烧结矿时，由于密度小、填充率低和结晶水分解，会造成烧结矿的气孔率高、比重减小、液相量不足、烧成率低等，影响烧结产量;矿石吸水性强，烧结过程中需要的水分较大、对点火质量要求高;矿中Si02含量偏高，烧结矿品位降低，不利于降低炼铁能耗；另一方面，烧结过程中液相量中硅酸盐比例增大，流动性差;烧结料层内孔隙大，垂直烧结速度较快，矿物间矿化作用和生成液相的时间短。高配比赤铁矿烧结时，具有烧结速度慢，烧结生产率低、烧结矿组织疏松、成品率低以及燃耗高等缺点。赤铁矿烧结生产的缺点，严重阻碍了赤铁矿的大量利用，高炉使用赤铁矿一直以来是困扰炼铁企业的一大难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种新的炼铁工艺，采用煤基直接还原技术，利用转底炉处理难选赤铁矿生产粒铁的方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0006]本发明一种利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，包括如下步骤:
[0007](1)配料混合:将赤铁精矿粉和还原煤粉、生石灰、粘结剂按比例进行混合；
[0008](2)压球干燥:将步骤(1)混合好的原料压制成球团；然后干燥；
[0009](3)还原反应:将干燥后的球团放置于转底炉中，加热转底炉，使转底炉内的球团充分进行还原反应；
[0010](4)冷却破碎:将完成还原反应后的球团冷却，然后进行破碎；
[0011 ] (5)筛分磁选:将破碎后的颗粒过筛，然后进行磁选，粒铁进入成品粒铁仓，其余进入废渣仓。
[0012]所述步骤(1)中的赤铁精矿粉为含量70%?80%的赤铁精矿粉，其粒度为-200目。
[0013]所述步骤(1)中的粘结剂为氧化铝粉;赤铁精矿粉、还原煤粉、生石灰和氧化铝粉的比例为 1000:280:53.2:19.1。
[0014]所述步骤(2)中，混合好的原料分别经过预压和高压压制，最终压制成球团。
[0015]所述步骤(2)中，烘干温度为200-300°C，停留时间20-40mins。
[0016]所述步骤(3)中，转底炉升温至1300-1500°C，还原时间30-45mins。
[0017]所述步骤(3)中，所述转底炉分成多个供热段，采用侧烧嘴进行加热。
[0018]所述步骤(4)中，完成还原反应后的球团的温度为950_1050°C，采用水冷工艺冷却至 300°C。
[0019]所述步骤(4)中，破碎后的颗粒粒度小于50目。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0021]本发明采用煤基直接还原技术，煤基直接还原技术是一种利用含铁资源提取金属铁及其它有价金属的最新的直接还原技术，以非焦煤为一次能源，粉矿无需高温造块，工艺流程和冶炼周期短，生产效率高。特别是由于省去了传统流程中污染物排放量最大的焦化与烧结工序，大大地减轻了环境负荷，同时也进一步减少了能源消耗和C02的排放。本发明方法使用设备较少、投资低、工艺简单、流程短、操作稳定、易于规模生产，有很高的实用价值。采用本发明，省去了传统炼铁工艺中的烧结和焦化，且不用焦炭，属于一种非高炉直接还原炼铁法。本发明可以最大限度的合理使用自然资源和能源，是一种利用难选赤铁矿进行炼铁生产的高效环保工艺。
【附图说明】
[0022]图1为本发明利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法工艺流程图。
【具体实施方式】
[0023]本发明通过以下技术方式实现:
[0024]赤铁矿矿粉直接配入一定量的固定碳作为还原剂，并将混合料制备成具有一定强度的球团，均匀地布到转底炉中，通过燃烧加热后，含碳球在高温半熔融状态下发生直接还原反应，最终形成粒铁和残渣，达到短流程直接生产粒铁的目的。
[0025]下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
[0026]本发明利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，包括如下步骤:
[0027](1)配料混合
[0028]将赤铁精矿粉和还原煤粉、生石灰、粘结剂按一定比例加入到配料室;其中，粘结剂为氧化铝粉。
[0029]赤铁精矿粉、还原煤粉、生石灰和氧化铝粉的比例为1000:280:53.2:19.1。所述赤铁精矿粉为含量70 %?80 %的赤铁精矿粉，其粒度为-200目。
[0030]配好的原料由皮带输送到高位料仓，称量后进入辊碾混料机，进行混合。
[0031](2)压球干燥
[0032]混碾好的原料由胶带机输送到预压机压球，然后进入高压压球机，压制成球团。
[0033]成型后的成品生球经由圆辊筛筛分，筛上成品球送至转底炉，筛下物料经由胶带机返回中间料仓，重新进行压球。
[0034]预压球机型压辊直径为Φ 1050πιπι，最大压线比为4t/cm，总压力200t，生产能力40t/ho
[0035]高压压球机总压力450t，最大压线比为9t/cm，生产能力17.5t/h，设备总重58.5t。
[0036]从压球机压好的球团进入烘干机，进行干燥，烘干温度250°C，停留时间20mins。
[0037](3)还原反应
[0038]将干燥后的球团放置于转底炉中，加热转底炉，升温至1400 °C，还原时间3 0 -45mins，使转底炉内的球团充分进行还原反应。
[0039]还原转底炉，用于将含碳球团加热到最高1400°C，生产粒铁。炉子为侧加热，分六个温度控制区。目的是通过调节各段燃料和热空气供应量，最大限度的利用热能和还原气氛保证加热和还原要求。
[0040]烟气在炉子中与含碳球团运动方向逆向流动，从而对含碳球团进行加热，废气由炉顶的排烟口排出进入换热器，对煤气和空气进行预热，换热后可以对煤粉中速磨烟气炉烘干。
[0041]炉子使用发热值为1350kcal/Nm3的发生炉煤气为燃料。采用侧烧嘴进行加热。炉子分成6个供热段，配置高温抗辐射发生炉煤气直焰烧嘴31台；另外在1-5区设热空气喷嘴。为防止烧嘴堵塞，在烧嘴两侧设清理孔。
[0042]发生炉煤气烧嘴分布在6个加热和还原段中，并在1-5区设热空气喷嘴。所有烧嘴均配有相应的烧嘴砖及烧嘴板。每个还原区烧嘴布置外弧3个，内弧2个。
[0043](4)冷却破碎
[0044]完成还原反应后的还原铁球团由螺旋排料器排至带冷机，进行冷却。物料在带有安装倾角的带冷机内冷却，由进料端移至出料端。带冷机通过喷射雾化水，将温度1000°c左右的还原铁冷却至300°C。冷却机喷嘴的喷水量和喷射角度，随着高温物料特性的不同而变化，冷却速度快，耗水量少，生产成本低。
[0045]冷却后的还原铁球团直接进入破碎机，进行破碎。
[0046](5)筛分磁选
[0047]对破碎后的物料进行筛分，筛下物经磁选机磁选后粒铁进入成品粒铁仓，其余进入二次破碎；
[0048]二次破碎后的物料进入二次筛分，筛上物返回二次破碎机重新破碎，筛下物经磁选机磁选后粒铁进入成品粒铁仓，其余进入废渣仓。
[0049]采用本发明方法，每生产1吨粒铁需要赤铁矿1.71吨，电力消耗170度，耗水1.5吨，每吨铁成本约2000元左右。
【主权项】
1.一种利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: (1)配料混合:将赤铁精矿粉和还原煤粉、生石灰、粘结剂按比例进行混合； (2)压球干燥:将步骤(1)混合好的原料压制成球团;然后干燥； (3)还原反应:将干燥后的球团放置于转底炉中，加热转底炉，使转底炉内的球团充分进行还原反应； (4)冷却破碎:将完成还原反应后的球团冷却，然后进行破碎； (5)筛分磁选:将破碎后的颗粒过筛，然后进行磁选，粒铁进入成品粒铁仓，其余进入废渣仓。2.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(1)中的赤铁精矿粉为含量70 %?80 %的赤铁精矿粉，其粒度为-200目。3.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(1)中的粘结剂为氧化铝粉;赤铁精矿粉、还原煤粉、生石灰和氧化铝粉的比例为1000:280:53.2:19.1。4.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，混合好的原料分别经过预压和高压压制，最终压制成球团。5.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，烘干温度为200-300°C，停留时间20-40mins。6.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(3)中，转底炉升温至1300-1500°C，还原时间30-45mins。7.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(3)中，所述转底炉分成多个供热段，采用侧烧嘴进行加热。8.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，完成还原反应后的球团的温度为950-1050°C，采用水冷工艺冷却至300V。9.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，破碎后的颗粒粒度小于50目。
【专利摘要】本发明属于炼铁技术领域，特别涉及一种利用转底炉直接还原处理赤铁矿生产粒铁的方法。该方法包括(1)配料混合：将赤铁精矿粉和还原煤粉、生石灰、粘结剂按比例进行混合；(2)压球干燥：将步骤(1)混合好的原料压制成球团；然后干燥；(3)还原反应：将干燥后的球团放置于转底炉中，加热转底炉，使转底炉内的球团充分进行还原反应；(4)冷却破碎：将完成还原反应后的球团冷却，然后进行破碎；(5)筛分磁选。本发明方法使用设备较少、投资低、工艺简单、流程短、操作稳定、节能环保、易于规模生产。
【IPC分类】C21B13/00
【公开号】CN105463146
【申请号】CN201510982818
【发明人】何鹏, 严定鎏, 王海风, 高建军
【申请人】钢研晟华工程技术有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月24日