[发明专利]一种铁锰氧化矿流态化焙烧系统及方法

说明书

一种铁锰氧化矿的流态化焙烧系统及方法，系统包括进料仓、干燥器、旋风预热器、流态化焙烧炉、还原气冷却器、间接水冷器和出料仓。方法为：(1)矿粉由进料仓经干燥器脱水；(2)干燥矿经旋风预热器预热升温；(3)热矿粉进行低温流态化磁化还原焙烧；(4)还原矿经还原气冷却器和间接水冷器两段无氧换热降温后送弱磁选分离。本发明具有铁锰氧化矿低温高效磁化还原，铁氧化物相磁化率和锰氧化物相还原率高、显热有效利用、能耗低的优势，能够实现铁锰氧化矿中铁锰共生资源的高效分离利用目标。

技术领域

本发明属于矿物加工、冶金领域，特别涉及一种铁锰氧化矿流态化焙烧系统及方法。

背景技术

我国经济快速发展优质锰矿、铁矿资源基础工业消耗巨大，日渐匮乏。而我国大量的低品位铁锰共生矿资源尚未实现大规模铁、锰资源有效分离利用。同时近年来我国从国外大量进口的铁锰共生矿，由于相比传统锰矿铁含量高，也限制了其广泛替代锰矿资源利用。一般而言，铁锰共生矿多为高价金属氧化物矿，原矿中铁矿物多以赤褐铁矿相Fe₂O₃形式存在，锰矿物多以二氧化锰矿相MnO₂形式存在。传统选矿工艺难以实现Fe₂O₃和MnO₂的有效分离。因此，开发一种铁锰氧化矿中铁、锰资源有效分离利用的方法对缓解我国铁精矿和锰精矿资源供应不足，支撑相关产业发展具有重要意义。

目前针对难选铁矿和难利用氧化锰矿的单独资源加工利用最为有效的手段是难选铁矿磁化焙烧-弱磁选富集利用和氧化锰矿还原焙烧-酸浸电解利用。其焙烧基本反应分别为Fe₂O₃+CO/H₂→Fe₃O₄+CO₂/H₂O和MnO₂+CO/H₂→MnO+CO₂/H₂O，前者弱磁性Fe₂O₃转变为强磁性Fe₃O₄，后者难酸浸MnO₂变为易酸浸MnO。从焙烧反应器角度主要分为竖炉、回转窑和流化床三种。其中竖炉和回转窑需要入炉原料粒度在厘米级以上，由于炉料粒径大，反应动力学条件差，其能耗较以毫米级及以下入炉料运行的流化床高30％以上，且焙烧难选铁矿时容易出现过还原和还原不足的现象，直接影响收率。流态化焙烧直接利用粉料入炉有低温反应效率高、能耗低、反应物相转变均匀的突出优势，因此是当前工业应用的主要发展方向。但现有流态化技术方法仅在单独加工处理难选铁矿或难利用氧化锰矿的背景目标上进行工艺设计，难以充分满足铁锰共生矿铁、锰资源同时焙烧利用的工艺目标。