[发明专利]弱还原性气体的制备方法、装置及铁矿闪速磁化焙烧系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁矿磁化焙烧领域，尤其是涉及一种弱还原性气体的制备方法、装置及铁矿闪速磁化焙烧系统。

背景技术

闪速磁化焙烧技术是将粉状难选的褐铁矿等氧化铁矿石，在弱还原性气体中，经多级循环流态化焙烧，再经弱磁选，获得高品位的铁精矿。在流态场稳定的情况下，影响磁化焙烧还原效果的主要工艺参数为：弱还原性气体中的CO浓度、焙烧温度，所以确保以上两个工艺参数的稳定是整个工艺控制的关键。

因此，人们一直致力于研究工艺参数稳定的弱还原性气体的制备方法。专利CN101575668B公开了《闪速沸腾磁化焙烧回收冶炼废渣中铁的方法》，如图1所示，该方法中闪速磁化焙烧所用的气体由下述两路气体混合获得：沸腾炉中燃烧10mm以下煤粒产生的高温烟气A以及煤气发生炉中燃烧20-50mm煤粒产生的煤气B；烟气A与煤气B的体积混合比例为1∶1～1∶2.5。该方法在使用沸腾炉燃烧的时候需要大量的空气使煤粉沸腾，所用的空气远大于燃烧所需的空气，所以产生的烟气中总是含有大量的氧气，在烟气A与煤气B中和过程中，需要额外增加煤气B的量来中和烟气A中的氧气，增加了煤气B的制备成本，进而增加了闪速磁化焙烧的生产成本。

当然，仅以煤气作燃气和还原剂通入焙烧系统也可以产生弱还原性气体，但是仍存在能耗高、成本高的问题。

在闪速磁化焙烧技术的大规模工业化应用中，迫切需要获得成分稳定、调节方便和生产成本低的大量弱还原性气体，而现有的弱还原性气体制备方法和控制方法仍然存在制备可控性差、成本高等缺陷，这一问题已经日渐突出，亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弱还原性气体的制备方法、装置及铁矿闪速磁化焙烧系统，用于解决闪速磁化焙烧技术中所用弱还原性气体烟气成分不稳定、能耗高、成本高的问题。

本发明提供了一种弱还原性气体的制备方法，该制备方法包括：在热风炉内燃烧煤粉产生热风；将煤气发生炉产生的煤气通入到热风炉中；将无氧掺风通入到热风炉中，该无氧掺风中氧气的体积百分含量小于1％；热风、煤气和无氧掺风在热风炉内混合；通过调配热风、煤气和无氧掺风之间的体积比例，制得温度为600～950℃，CO的体积百分含量为2～12％的弱还原性气体。

进一步地，该无氧掺风为氮气、惰性气体或铁矿闪速磁化焙烧装置排出的尾气，或其中两者或三者的混合气体。

进一步地，热风、煤气以及无氧掺风的体积比例为：热风∶煤气∶无氧掺风＝40％～45％∶10％～30％∶30％～45％。

进一步地，煤气的温度为室温～500℃，CO的体积百分含量为15～38％。

进一步地，铁矿闪速磁化焙烧装置排出的尾气温度为200～450℃，CO的体积百分含量＜4％，O₂的体积百分含量＜1％。

进一步地，在热风炉中燃烧的煤粉的热值为3500-6500kcal/kg，粒度小于100目。

本发明的另一方面，提供了一种弱还原性气体制备装置，包括煤气发生炉，包括第一入口以及煤气出口，用于产生煤气的气化剂从第一入口通入；热风炉，包括空气入口、第二入口、第三入口以及弱还原性气体出口，煤气出口与第二入口连接；无氧掺风供应设备，与第三入口连接，将无氧掺风通入热风炉中，无氧掺风中氧气的体积百分含量小于1％。热风、煤气和无氧掺风在热风炉内混合，调配热风、煤气和无氧掺风之间的体积比例，使制得的弱还原性气体的温度为600～950℃，弱还原性气体中CO的体积百分含量为2～12％。

进一步地，该无氧掺风供应设备为氮气或惰性气体储存装置，或者该无氧掺风供应设备为铁矿闪速磁化焙烧装置中的首级预热器，第三入口与首级预热器的出风口连接。

本发明的再一方面，提供了一种铁矿闪速磁化焙烧系统，包括弱还原性气体制备装置、焙烧装置、进料装置和出料装置，所采用的弱还原性气体制备装置为上述弱还原性气体制备装置。

本发明提供的弱还原性气体的制备方法、装置及铁矿闪速磁化焙烧系统，通过煤气发生炉产生的煤气来提供铁矿闪速磁化焙烧所需要的CO；主要地通过热风炉燃烧煤粉产生高温热风满足铁矿闪速磁化焙烧所需要的温度条件；通入无氧掺风满足铁矿闪速磁化焙烧所需弱还原性气体的风量，同时也在一定程度上调节弱还原性气体的温度。本发明的弱还原性气体制备方法、装置及铁矿闪速磁化焙烧系统，具有成分稳定、能耗少、成本低的优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明