[发明专利]难选铁矿石高压电脉冲预处理-磁化焙烧系统及方法

权利要求书

1.一种选铁矿石高压电脉冲预处理-磁化焙烧方法，其特征在于采用难选铁矿石高压电脉冲预处理-磁化焙烧系统，该系统由高压电脉冲预处理部分和磁化焙烧部分组成；高压电脉冲预处理部分包括给料仓、螺旋给料器、高压电脉冲破碎腔、脉冲高压电发生器、输出电源、绝缘液贮存池和示波器；给料仓的放料口与螺旋给料器的进料端相配合，螺旋给料器的出料端与高压电脉冲破碎腔的进料口相配合；高压电脉冲破碎腔的顶部设有进料口，底部设有进液口和排料口；高压电脉冲破碎腔的内部设有正极和负极，正极通过导线与两个气体开关并联，脉冲高压电发生器通过导线与两个气体开关连接，负极通过导线与输出电源连接，输出电源、单向调压器和输入电源串联连接；高压电脉冲破碎腔的进液口通过管道与绝缘液贮存池连通；正极和负极分别通过信号线与示波器的两极连接，每个信号线上分别设有至少一个分压器；高压电脉冲破碎腔的排料口通过管道与真空过滤装置连通，该管道上设有送料泵；磁化焙烧部分包括中间给料仓、中间螺旋给料器、悬浮还原焙烧炉、冷却器、球磨机和磁选机；中间给料仓的放料口与中间螺旋给料器的进料端相配合，中间螺旋给料器的出料端与悬浮还原焙烧炉顶部的进料口连通；悬浮还原焙烧炉外壁上设有加热装置；悬浮还原焙烧炉的底部设有氮气入口和还原器入口；悬浮还原焙烧炉的上部侧壁上设有出料口与冷却器顶部的进料口连通；冷却器底部的出料口与球磨机的进料口相配合，球磨机的出料口与磁选机相配合；所述的高压电脉冲破碎腔包括绝缘筒及其内部的筛网；绝缘筒顶部连接的顶板上设有进料口，绝缘筒的底板上设有进液口和排料口；棒状高压正极作为正极，穿过水平放置的筛网；棒状高压正极的底端通过导线与两个气体开关并联，棒状高压正极的顶端位于筛网上方；漏斗型高压负极作为负极，其内部空间为倒置的圆台状，其顶边与绝缘筒内壁连接，底边与筛网连接；棒状高压正极的顶端位于漏斗型高压负极内部；漏斗型高压负极内部空间用于放置矿石；前段信号线的一端与漏斗型高压负极连接，另一端与后段信号线连接，后段信号线与示波器的一极连接，使漏斗型高压负极与示波器的一极导电连接，同时示波器的另一极通过信号线与棒状高压正极连接；分压器位于前段信号线和后段信号线之间；所述的漏斗型高压负极的底边与棒状高压正极之间的水平间距≥20mm；

方法按以下步骤进行：

（1）将粒径为10~20mm的矿石置于给料仓内，通过给料仓的放料口将矿石放入螺旋给料器，通过螺线给料器连续定量向高压电脉冲破碎腔输送矿石；绝缘液贮存池内存有绝缘液，通过绝缘液贮存池将绝缘液通入高压电脉冲破碎腔内，保持高压电脉冲破碎腔内绝缘液液面在矿石上方；

（2）启动输入电源，通过单向调压器控制输出电源的电压；当矿石分别与正极和负极接触时，电流经单向调压器、输出电源、正极、矿石、负极和气体开关被输送至高压电脉冲形成装置；交流电流在整流电路、倍压电路和气体开关的作用，转化为超高压直流电流，产生脉冲电流在高压电脉冲破碎腔内进行重频次高压脉冲放电，对矿石进行高压电脉冲预处理，形成预处理矿石；通过示波器对高压电脉冲预处理进行实时监控；进行高压电脉冲预处理时，脉冲电压80~120 kV，脉冲频率20~50Hz，矿石在高压电脉冲破碎腔内的停留时间20~80min；通过示波器对高压电脉冲预处理进行实时监控，通过脉冲电压的波形确定电压上升时间；当电压上升时间≤500ns时，判断矿石先于绝缘液被击穿；当电压上升时间500ns时，判断绝缘液先于矿石被击穿，此时调节输入电压，直至电压上升时间≤500ns；

（3）将预处理矿石随同绝缘液一同从高压电脉冲破碎腔的出料口放出，通过送料泵输送至真空过滤机，过滤后的固相放入干燥装置，烘干去除水分，获得预处理矿石；

（4）将预处理矿石置于中间给料仓内，通过中间给料仓的放料口将预处理矿石放入中间螺旋给料器，通过中间螺旋给料器连续定量向悬浮还原焙烧炉输送预处理矿石；此时通过加热装置对悬浮还原焙烧炉内部进行加热，并通过氮气进口和还原气进口分别向悬浮还原焙烧炉通入氮气和一氧化碳；预处理矿石在气流作用下处于悬浮状态，并被加热至500~650℃，预处理矿石中的氧化铁与一氧化碳发生还原反应，生成磁性铁；通入悬浮还原焙烧炉18内的氮气和一氧化碳的体积流量比为3~4；预处理矿石在悬浮还原焙烧炉内的停留时间为20~30 min；

（5）还原反应完成后，预处理矿石生成还原物料从悬浮还原焙烧炉的出料口排出，进入冷却器，经换热后形成冷却物料，从冷却器的出料口排出，放入球磨机；冷却器为管式换热器，冷却介质为水；冷却物料从出料口排出时的温度60~80℃；

（6）将冷却物料加水制成质量浓度60~80%的矿浆，然后通过球磨机磨矿，至固体物料的粒径≤0.074mm部分占总质量≥70%，获得磨矿物料；将磨矿物料用弱磁选机进行弱磁选，磁场强度100~120 kA/m，获得磁性产品为铁精矿。