详细说明
我国菱、褐铁矿资源较为丰富,已探明储量分别为18.34亿吨和12.3亿吨[1,2],主要分布在陕西、新疆、云南、江西、福建等地,如储量可观的陕西柞水县大西沟菱铁矿矿床,江西铁坑褐铁矿床等。菱铁矿床主要赋存于沉积型和部分接触交代热液型铁矿床中,以湖北大冶、福建马坑为典型,而褐铁矿床主要类型为风化淋滤及残积型,典型代表为广东大宝山式褐铁矿矿床以及山西式风华林虑型褐-赤铁矿矿床[3,4],这两类矿石综合品位较低,选冶较为困难,目前利用率不足10%,大部分没有实现有效利用。上海永先机械制造有限公司多年来一直致力于难选铁矿的选矿研究工作,在利用菱铁矿回转窑进行菱、褐铁矿磁化焙烧选矿技术上实现了突破,为实现菱、褐铁矿的有效利用搭建了一个平台
一、菱铁矿焙烧原理:
菱铁矿回转窑磁化焙烧技术就是以回转窑为载体,通过控制窑内温度和气氛,将弱磁性的菱铁矿、褐铁矿转化为强磁性的磁铁矿的过程。合格粒度的铁矿石和还原煤按一定比例进行混合配料后,自窑尾给入回转窑,与热气流逆向运动,逐步完成预热、烘干、脱结晶水、还原焙烧等过程,焙烧好的焙烧矿从窑头排出。加热用的天然气或粉煤从窑头给入,窑头采用专用的抛煤装置将还原煤抛入还原段,通过窑头一次供风及窑身二次供风调节窑内温度及气氛,从而达到最佳的焙烧条件,将菱、褐铁矿尽可能完全焙烧成磁铁矿。 由上海永先机械制造有限公司的回转窑磁化焙烧技术及装备应用了多项专有技术,如:预防及控制结圈技术、防止焙烧矿氧化技术等。 结圈是回转窑工业生产过程的普遍现象,尤其中低温、全粒级物料入窑的结圈更为严重。预防及控制结圈技术一是调节工艺及设备运行参数,尽量延缓结圈周期;
二是通过选择合适的耐火材料和调节燃料火焰长短、控制二次配风风量大小,控制初始结圈的形成机理,使形成的结圈可以自动、周期性脱落,解决了因结圈导致生产不顺行的问题。 为保证窑内的还原气氛,防止焙烧矿在高温下接触空气而氧化,在窑头下料管及窑尾进料口使用了锁气装置,焙烧矿经窑头下料口和下料管落入水中迅速冷却,在焙烧料经过下料管时锁气装置起作用,防止已经焙烧好的物料再次氧化;采用水淬急冷方式冷却降温,可以将700~800℃左右的焙烧矿急速降温至70℃左右,消除了焙烧矿被再次氧化的可能,而且,这种水淬急冷方式可以使焙烧矿产生大量裂纹,使后续的磨矿更易进行,从而大大降低磨矿成本。,该成套技术和装置主要包括如下系统:回转窑系统、窑头排料系统、窑尾给料系统、窑头抛煤系统、尾气除尘系统、天然气或粉煤燃烧系统、窑尾配煤给煤系统、配电及仪表控制系统
二、菱铁矿最适合的焙烧温度:
目前经济可行的铁矿石磁化焙烧设备主要有竖炉、回转窑。但竖炉焙烧的最低粒度下限是75~25mm,不能实现全粒级焙烧,势必造成资源浪费。而回转窑最大的优势在于可实现全粒级焙烧,有利于提高资源利用率,磁化焙烧效果好,由于不需要进行粗细矿石分别处理,矿石及设备的管理相对简单
三、菱铁矿固体还原剂与回转窑热源
工业上主要采用煤气、焦炭、煤等作还原剂,起还原作用的主要是CO、H2。和C。回转窑燃料有天然气、煤、煤气、油、电等。磁化焙烧对还原剂的种类、用量及燃料要求较高,还原剂的用量会随矿石性质的变化而变动。在回转窑磁化焙烧中,用煤作固体还原剂,不仅可以增加料层内的还原气氛,避免窑内气流中氧气波动而影响焙烧效果,而且不需在窑内安装扬料板,减少粉尘率,避免回转窑内衬脱落影响窑的作业率,并且煤的给人及计量控制较方便。菱铁矿回转窑燃烧加热要求燃料热值要高,其低位发热量一般不低于25120KJ。
合格粒度的铁矿石和还原煤按一定比例进行混合配料后,从窑尾(给料端)给人回转窑内与热气流逆向运动进行磁化焙烧(还原煤或从窑头抛入),焙烧好的焙烧矿从窑头排出。加热用的天然气和一次空气从窑头天然气燃烧装置喷人窑内进行燃烧供热,并控制天然气进行不完全燃烧,保证窑内还原段的温度为700-800℃。同时,从窑身风嘴向窑内鼓人二次空气,使得未燃烧完的天然气和其它可燃组份在回转窑内分段继续燃烧,以满足焙烧过程所要求的回转窑温度场分布。经过60-80min磁化焙烧后的成品焙烧矿直接排入水中进行水淬冷却至70℃。回转窑排出的烟气经旋涡除尘器粗除尘和袋式除尘器精收尘后,由引风机送人60m高烟囱排人大气。排放烟气含尘浓度小于150mg/m,符合国家有关排放标准