【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦物加工，尤其涉及一種高溫換熱可控還原焙燒系統及焙燒方法。
技術介紹
1、鐵礦石是生產鋼鐵所需的主要原料來源，傳統選礦技術存在流程長且復雜、不易控制、指標不穩定及回收率不高等情況，一些品位較高的物料無法得到高效利用，雖然可獲取合格精礦，但精礦產率及回收率不高，導致出現資源不同程度的浪費。
2、磁化焙燒是將礦石加熱到一定的溫度后，在相應的反應氣氛中進行物理化學反應的過程，可以將弱磁性礦物轉變為強磁性礦物，由于有用礦物與脈石礦物之間的磁性差異，利用磁選技術回收礦物中的有用成分。按照磁化焙燒爐型的不同可將常用的磁化焙燒法分為豎爐磁化焙燒、回轉窯磁化焙燒等。
3、豎爐作為主要用于處理塊礦的一種爐型，其爐體從上到下主要分為預熱帶、加熱帶和還原帶三部分。整個焙燒過程中，礦石在豎爐中停留6～10小時。豎爐焙燒工藝存在能耗高、效率低、產品質量不均勻等問題。雖然回轉窯磁化焙燒的質量及分選指標高于豎爐，但是對于某些粒徑較大的粉礦，其結構較為致密時，還會存在礦石內外還原不均勻的問題；同時回轉窯氣固接觸性能差，焙燒能耗高，在磁化焙燒過程中回轉窯容易發生“結圈”而影響運行，能耗高及“結圈”問題是回轉窯在磁化焙燒領域推廣的重大阻力。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術提供一種高溫換熱可控還原焙燒系統及焙燒方法，采用高溫換熱爐提供熱氣的方式，避免了燃燒機火焰直接接觸物料易導致物料過氧化和燒結的現象的發生。
2、一種高溫換熱可控還原焙燒系統，包括
3、所述加熱還原單元包括相連接的加熱反應器和還原反應器，加熱反應器的加熱方式為采用高溫換熱爐提供的高溫氣體進行加熱。
4、所述破碎處理單元包括依次連通的原料料倉、顎式破碎機、高壓輥磨機、物料料倉和螺旋給料機，所述原料料倉的出料口依次與顎式破碎機、高壓輥磨機的進料口連接，高壓輥磨機的出料口與螺旋給料機的入料口相連通，用于下一單元的螺旋給料。
5、所述換熱單元包括依次連接的文丘里干燥器和旋風分離器，所述文丘里干燥器的進料口通過管道與所述破碎處理單元的螺旋給料機的出料口相連通，文丘里干燥器的出料口通過管道與所述旋風分離器的進料口連通。
6、所述熱單元還包括收塵裝置，旋風分離器的出氣口通過管道與收塵裝置的進氣口連通，收塵裝置的出氣口通過管道與負壓風機的進氣口連通，負壓風機的一個出氣口通過管道連通至煙囪；所述收塵裝置的下部出料口通過管道與旋風分離器的錐部出料口連通。
7、所述旋風分離器的出料口通過管道與加熱反應器的進料口連通，加熱反應器的出料口通過管道與還原反應器的進料口連通；所述高溫換熱爐的進氣口與燃燒機的出氣口通過管道連通，空氣、天然氣由燃燒機的進氣口進入，燃燒機將天然氣與空氣點燃后通入高溫換熱爐中；所述加熱反應器的進氣口通過管道與高溫換熱爐的出氣口連通，加熱反應器的進氣口與高溫換熱爐的出氣口間設置有高溫電控閥門。
8、所述加熱反應器的出氣口通過管道與第二凈化裝置的進氣口連通，第二凈化裝置的出氣口與高溫換熱爐的進氣口相連通；
9、所述還原反應器的進氣口通過管道與還原氣連通，還原反應器的出氣口通過管道與第一凈化裝置的進氣口連通，第一凈化裝置的出氣口通過管道與燃燒機的進氣口相連通；
10、所述負壓風機的另一個出氣口與高溫換熱爐的進氣口相通。
11、所述高溫換熱爐包括左右兩個腔室，分別對應設置有高溫電控閥門；兩個所述腔室內部均填充有耐高溫介質，腔室底部設置有空氣進口；工作時，左、右兩個腔室交替加熱并供熱。
12、所述冷卻并儲存單元包括依次通過管道連通的冷卻器、礦漿池、磨礦設備和弱磁選機，還原反應器的出料口通過管道與冷卻器的進料口連通，冷卻器的出料口通過管道與礦漿池的進料口連通，礦漿池的出料口依次連接磨礦設備、弱磁選機；所述弱磁選機的精礦出料口通過管道與過濾裝置的進料口連通，過濾裝置的出料口通過管道與第一儲料倉的進料口連通；弱磁選機的尾礦出料口通過管道與濃密機的進料口連通，濃密機的出料口通過管道與第二儲料倉連通；
13、所述冷卻器的進氣口通過管道與高壓空氣連通，所述冷卻器的出氣口與換熱單元的文丘里干燥器的進氣口通過管道連通。
14、所述高溫換熱可控還原焙燒系統中的文丘里干燥器、加熱反應器、冷卻器、第一凈化裝置、第二凈化裝置、高溫換熱爐和收塵裝置內部均設有與計算機電連接的熱電偶測溫裝置和壓力傳感器裝置。
15、一種高溫換熱可控還原焙燒方法，采用上述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統進行，具體包括以下步驟：
16、步驟一：一定粒度的鐵礦石進入原料料倉，礦石tfe品位為30％～50％，粒度＞100mm，原料料倉中的物料經出料口通過皮帶依次進入顎式破碎機及高壓輥磨機，物料被破碎至-1mm，破碎后的物料通過皮帶進入物料料倉，物料經螺旋給料機進入換熱單元的文丘里干燥器中；
17、步驟二：物料與文丘里干燥器底部的進氣口進入的熱空氣進行換熱，加熱后的物料與換熱后的熱空氣混合經文丘里干燥器上部的出料口進入旋風分離器中進行氣固分離，此時物料升溫至100℃～200℃，換熱后的熱空氣溫度降低至200℃～300℃；冷卻后的熱空氣經旋風分離器頂部的出料口進入收塵裝置中進行進一步凈化，凈化后的空氣通過收塵裝置的出氣口經負壓風機進入煙囪，從而排入大氣；凈化產生的粉塵同熱物料經旋風分離器底部的出料口進入加熱還原單元的加熱反應器；
18、步驟三：高溫換熱爐中的熱氣體經高溫電控閥門控制計量后由加熱反應器底部的進氣口進入，與物料進行熱交換，熱氣體溫度范圍為700℃～800℃，使得物料進一步升溫至指定的溫度，完成換熱的熱氣體降溫至300℃～400℃；經第二凈化裝置凈化后由底部返回高溫換熱爐進行進一步加熱，氣體加熱所需熱量來自天然氣在燃燒機燃燒后產生的熱；完成熱交換的物料升溫至450℃～550℃后進入還原反應器中進行還原；
19、步驟四：還原所需的還原氣由還原反應器的底部進入，還原氣主要成分為氫氣或一氧化碳或氫氣與一氧化碳的混合氣體，還原氣的濃度范圍為20％～45％，其余為氮氣；
20、還原氣與高溫熱物料產生化學反應，反應時間為10min～35min，反應完成后的物料進入冷卻器中進行降溫，反應完成后的混合氣體則經第一凈化裝置凈化后給入燃燒機中助燃；
21、步驟五：物料冷卻所需冷空氣由冷卻器底部進入，冷空氣轉變為被加熱至350℃～450℃的熱氣體，熱氣體進入文丘里干燥器進行物料換熱；冷卻后的物料溫度降低至100℃～200℃，冷物料進入礦漿池中進行調漿后進入磨礦設備中進行磨礦，控制礦漿濃度為40％～70％，磨礦設備磨礦細度為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：包括依次連接的破碎處理單元、換熱單元、加熱還原單元及冷卻并儲存單元，所述破碎處理單元用于對原料進行破碎處理，換熱單元用于對破碎的物料換熱并進行氣固分離，加熱還原單元用于加熱及還原反應的發生，冷卻并儲存單元用于對還原反應后的物料進行冷卻并在處理、磁選后進行最終儲存；
2.根據權利要求1所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述破碎處理單元包括依次連通的原料料倉、顎式破碎機、高壓輥磨機、物料料倉和螺旋給料機，所述原料料倉的出料口依次與顎式破碎機、高壓輥磨機的進料口連接，高壓輥磨機的出料口與螺旋給料機的入料口相連通，用于下一單元的螺旋給料。
3.根據權利要求1所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述換熱單元包括依次連接的文丘里干燥器和旋風分離器，所述文丘里干燥器的進料口通過管道與所述破碎處理單元的螺旋給料機的出料口相連通，文丘里干燥器的出料口通過管道與所述旋風分離器的進料口連通。
4.根據權利要求3所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述熱單元還包括收塵裝置，旋風分離器的
5.根據權利要求3所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述旋風分離器的出料口通過管道與加熱反應器的進料口連通，加熱反應器的出料口通過管道與還原反應器的進料口連通；所述高溫換熱爐的進氣口與燃燒機的出氣口通過管道連通，空氣、天然氣由燃燒機的進氣口進入，燃燒機將天然氣與空氣點燃后通入高溫換熱爐中；所述加熱反應器的進氣口通過管道與高溫換熱爐的出氣口連通，加熱反應器的進氣口與高溫換熱爐的出氣口間設置有高溫電控閥門。
6.根據權利要求5所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述加熱反應器的出氣口通過管道與第二凈化裝置的進氣口連通，第二凈化裝置的出氣口與高溫換熱爐的進氣口相連通；
7.根據權利要求5所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述高溫換熱爐包括左右兩個腔室，分別對應設置有高溫電控閥門；兩個所述腔室內部均填充有耐高溫介質，腔室底部設置有空氣進口；工作時，左、右兩個腔室交替加熱并供熱。
8.根據權利要求1所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述冷卻并儲存單元包括依次通過管道連通的冷卻器、礦漿池、磨礦設備和弱磁選機，還原反應器的出料口通過管道與冷卻器的進料口連通，冷卻器的出料口通過管道與礦漿池的進料口連通，礦漿池的出料口依次連接磨礦設備、弱磁選機；所述弱磁選機的精礦出料口通過管道與過濾裝置的進料口連通，過濾裝置的出料口通過管道與第一儲料倉的進料口連通；弱磁選機的尾礦出料口通過管道與濃密機的進料口連通，濃密機的出料口通過管道與第二儲料倉連通；
9.根據權利要求1-8任一項所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述高溫換熱可控還原焙燒系統中的文丘里干燥器、加熱反應器、冷卻器、第一凈化裝置、第二凈化裝置、高溫換熱爐和收塵裝置內部均設有與計算機電連接的熱電偶測溫裝置和壓力傳感器裝置。
10.一種高溫換熱可控還原焙燒方法，采用權利要求1-9任一項所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統進行，其特征在于，具體包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：包括依次連接的破碎處理單元、換熱單元、加熱還原單元及冷卻并儲存單元，所述破碎處理單元用于對原料進行破碎處理，換熱單元用于對破碎的物料換熱并進行氣固分離，加熱還原單元用于加熱及還原反應的發生，冷卻并儲存單元用于對還原反應后的物料進行冷卻并在處理、磁選后進行最終儲存；
2.根據權利要求1所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述破碎處理單元包括依次連通的原料料倉、顎式破碎機、高壓輥磨機、物料料倉和螺旋給料機，所述原料料倉的出料口依次與顎式破碎機、高壓輥磨機的進料口連接，高壓輥磨機的出料口與螺旋給料機的入料口相連通，用于下一單元的螺旋給料。
3.根據權利要求1所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述換熱單元包括依次連接的文丘里干燥器和旋風分離器，所述文丘里干燥器的進料口通過管道與所述破碎處理單元的螺旋給料機的出料口相連通，文丘里干燥器的出料口通過管道與所述旋風分離器的進料口連通。
4.根據權利要求3所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述熱單元還包括收塵裝置，旋風分離器的出氣口通過管道與收塵裝置的進氣口連通，收塵裝置的出氣口通過管道與負壓風機的進氣口連通，負壓風機的一個出氣口通過管道連通至煙囪；所述收塵裝置的下部出料口通過管道與旋風分離器的錐部出料口連通。
5.根據權利要求3所述的一種高溫換熱可控還原焙燒系統，其特征在于：所述旋風分離器的出料口通過管道與加熱反應器的進料口連通，加熱反應器的出料口通過管道與還原反應器的進料口連通；所述高溫換熱爐的進氣口與燃燒機的出氣口通過管道連通，空氣、天然氣由燃燒機的進氣口進入，燃燒機將天...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張五志，杜紅兵，杜鵬，張裕書，
申請(專利權)人：上海逢石科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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