CN103276193A - 磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法及装置，属于赤泥处理工艺及设备领域，具体涉及一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法及装置。其特征在于包括篦式焙烧机，篦式焙烧机包括焙烧段、预热段和干燥段三个部分，焙烧段、预热段和干燥段之间设置挡墙；焙烧段和预热段通过气道连接集气管，集气管通过风机及风机管路联通干燥段；篦式焙烧机的输送篦床贯穿焙烧段、预热段和干燥段。本发明采用篦式低温弱还原磁化焙烧—湿式弱磁选法将低铁赤泥提纯，与传统工艺相比，更加节能经济，稳定高产。
Description
技术领域
本发明属于赤泥处理工艺及设备领域，具体涉及一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法及装置。
背景技术
赤泥作为氧化铝行业的尾矿，具有低品位、含水量大、难以处理等特点。目前国内积压的低品位赤泥有几亿吨，赤泥存储不仅占用了大量的土地，而且赤泥尾矿坝也是重特大危险源，稍有不慎便会酿成惨剧。同时，有赤泥尾矿带走的铁损失量每年就有上千万吨。如何开发利用好低品位赤泥，到目前为止仍是困扰国内外专家学者的一个难题。
由于全铁品位大于35%的赤泥在其它工业领域可小批量配加使用，因此能得以处理，而低于35%的赤泥就无法直接利用，从而导致大量积压，造成污染和浪费。
目前，赤泥的处理方式有以下几种：沙化处理、泡沫成型处理、生产水泥熟料的添加剂、磁化焙烧选矿、电选处理等。以上处理方式，有些因成本问题、有些因技术问题、有些因产能问题、有些因对赤泥自身质量要求等问题，均未实现工业化或规模化生产。
从总体来看，磁化焙烧选矿是处理低铁赤泥的一种有效途径。一是国内已具有磁化焙烧选矿处理低品位赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿的较为成熟的技术，技术上有借鉴性；二是这种工艺的主产品是铁精矿粉，用于钢铁生产，大大提高了铁的回收利用；三是其副产品既可用于水泥行业，亦可用于建材行业，不会产生二次尾矿，彻底解决了尾矿处理所带来的难题。问题是，目前的磁化焙烧选矿工艺，有的是成本高，产能低；有的是工艺操控难度大，造成生产周期短，生产连续性差，对规模化工业生产形成制约。特别是对赤泥处理，目前的工艺设备配置等还显得极为不适应，这一方面是因为赤泥自身物理性质（水分大、粘度大）造成的，另一方面是因为赤泥磁化焙烧所需要的温度更低，更易形成低熔点物质，导致生产不能连续稳定运行。
鉴于上述情况，申请人通过研究，结合多年的生产实践经验，对低铁赤泥提出了一种新型的加工提纯处理装置及方法，并成功应用于工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法及装置，能在低温焙烧条件下将低铁赤泥磁选提纯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于工艺步骤如下：
（1）将低铁赤泥中加入占总质量分数3%的还原剂造粒；
（2）将造粒成型的物料布料至篦式焙烧机上，料层厚度200mm；
（3）物料在篦式焙烧机内焙烧，焙烧温度低于700℃，物料在焙烧期间无相对运动；
（4）焙烧好的物料由卸料端排出，进行水淬，然后进行磁选分离，完成提纯过程。
本发明所述的一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于还原剂采用固定碳含量40%的褐煤或劣质烟煤，还原剂中固定碳含量与总含氧量的摩尔比C/O=0.9—0.95。
焙烧包括焙烧阶段、预热阶段和干燥阶段三个阶段，上述三个阶段的焙烧温度分别为650℃—680℃、550℃、250℃。
低铁赤泥是指全铁品位低于35%的赤泥。
本发明提供一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其特征在于包括篦式焙烧机，篦式焙烧机包括焙烧段、预热段和干燥段三个部分，焙烧段、预热段和干燥段之间设置挡墙；焙烧段和预热段通过气道连接集气管，集气管通过风机及风机管路联通干燥段；篦式焙烧机的输送篦床贯穿焙烧段、预热段和干燥段。
本发明所述的一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其特征在于焙烧段、预热段和干燥段的焙烧温度分别为650℃—680℃、550℃、250℃。
还包括沸腾燃烧器，沸腾燃烧器通过热烟气通道连接焙烧段。
还包括除尘装置，除尘装置一端联通干燥段，除尘装置另一端通过除尘风机联通烟囱。
本发明的有益效果是：
1.由于低铁赤泥的粒度很细（-325目含量大于90%），在进行焙烧前必须先进行造粒，而这种原料造粒的强度很差，在传统的焙烧设备里边容易粉化，这一方面易导致物料粘接，生产无法连续正常运转，另一方面由于物料偏析造成焙烧器内温度极不稳定，焙烧效果差。采用此种工艺后，物料的焙烧过程由运动状态变为静止状态，完全避免了物料的粉化和偏析现象，保证了焙烧效果和生产的连续长周期运转。
2.由于低铁位赤泥的焙烧温度低，传统的加热方式存在对燃料的要求高，成本大，操控难，生产调整慢，温度不稳等问题，特别是在700℃低温下，传统的生产工艺和加热方式，很难控制。而采用此种装置和工艺后，操控简单，生产调整快，对燃料要求低（燃煤Q低≥4500Kcal即可），成本低，可保证生产的长周期连续运转。
3.传统的处理工艺，电耗高（约70KWh/t产品），而采用此工艺后，电耗降低40%（约40KWh/t产品），效益更高。
4.此工艺与传统的焙烧工艺比，工艺流程短，燃耗低。（传统工艺燃耗2700KJ/吨原料，新工艺燃耗1800KJ/吨原料）
5.为保证温度分布合理，在篦式焙烧机内部设立了两道隔墙，其中焙烧段和预热段的热废气汇合到一根集气管内，由风机抽出送入干燥段；干燥段的废气经除尘后由除尘风机送入烟囱排放，排放烟气温度80℃左右，高效沸腾燃烧器所产生的热烟气热量得到充分利用。
附图说明
图1是磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置结构示意图（图中实箭头反映了热烟气循环利用的走向）；
图2是磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法工艺流程图；
图中：1、风机；2、集气管；3、气道；4、沸腾燃烧器；5、热烟气通道；6. 焙烧段；7、预热段；8、干燥段；9、除尘装置；10、除尘风机；11、烟囱；12、风机管路。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例一
如图1所示，一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其核心部件为篦式焙烧机，篦式焙烧机包括焙烧段6、预热段7和干燥段8三个部分，焙烧段6、预热段7和干燥段8之间设置挡墙。焙烧段6和预热段7通过气道3连接集气管2，集气管2通过风机1及风机管路12联通干燥段8；篦式焙烧机的输送篦床贯穿焙烧段6、预热段7和干燥段8。焙烧段6、预热段7和干燥段8的焙烧温度分别为650℃、550℃、250℃。
沸腾燃烧器4通过热烟气通道5连接焙烧段6。
除尘装置9一端联通干燥段8，除尘装置9另一端通过除尘风机10联通烟囱11。
如图2所示，本发明所述的一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于工艺步骤如下：
（1）将全铁品位低于35%的低铁赤泥加入占总质量分数3%的还原剂造粒。还原剂采用固定碳含量40%的褐煤或劣质烟煤，还原剂中固定碳含量与总含氧量的摩尔比C/O=0.9。
（2）将造粒成型的物料布料至篦式焙烧机上，料层厚度200mm。
（3）物料在篦式焙烧机内焙烧，焙烧温度低于700℃。
焙烧包括焙烧阶段、预热阶段和干燥阶段三个阶段，上述三个阶段的焙烧温度分别为650℃、550℃、250℃。物料在焙烧期间无相对运动。
（4）焙烧好的物料由卸料端排出，进行水淬，然后进行磁选分离，完成提纯过程。
由于磁选分离已是成熟的现有技术，其将水淬后的物料进行研磨后，经过精选和粗选，将物料分为精矿和尾矿，精矿通过脱水可用于炼钢炼铁，而尾矿脱水后可用于水泥或建材行业。
山东烟台某大型铝厂低品位赤泥工业化生产结果
（1）销售收入估算
一期日处理3300吨原料(干基2500吨)，烧损按照5%计算，产出2375吨磁铁矿，该矿可选出54%以上铁精粉，选比4.63:1，选成矿市场价值不含税550元/干吨，选出数量512.96吨，日销售收入28.21万元，按照年300工作天，年销售收入8463.84万元。
（2）成本费用估算
原料：煤炭650元/吨不含税，电费0.8元/度，人工60人，平均工资3000元。干基煤耗7%，装机总容量为1800千瓦。
日耗煤炭11.37万元，日电耗2.0万元，人工0.6万元，机械、油料、维修等每天0.5万元，合计日生产成本14.47万元。年生产成本4341万元。流动资金按照30天测算，需500万元。年利润4122.84万元。
尾矿销售10元/湿吨，年73.5万湿吨，价值735万元。合计利润4857万元。
实施例二
焙烧段6的焙烧温度分别为680℃，相应的，物料在焙烧阶段的焙烧温度分别为680℃。还原剂采用固定碳含量40%的褐煤或劣质烟煤，还原剂中固定碳含量与总含氧量的摩尔比C/O=0.95。其他技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例三
焙烧段6的焙烧温度分别为660℃，相应的，物料在焙烧阶段的焙烧温度分别为660℃。还原剂采用固定碳含量40%的褐煤或劣质烟煤，还原剂中固定碳含量与总含氧量的摩尔比C/O=0.92。其他技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。
需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于工艺步骤如下：
（1）将低铁赤泥中加入占总质量分数3%的还原剂造粒；
（2）将造粒成型的物料布料至篦式焙烧机上，料层厚度200mm；
（3）物料在篦式焙烧机内焙烧，焙烧温度低于700℃，物料在焙烧期间无相对运动；
（4）焙烧好的物料由卸料端排出，进行水淬，然后进行磁选分离，完成提纯过程。
2.根据权利要求1所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于还原剂采用固定碳含量40%的褐煤或劣质烟煤，还原剂中固定碳含量与总含氧量的摩尔比C/O=0.9—0.95。
3.根据权利要求2所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于焙烧包括焙烧阶段、预热阶段和干燥阶段三个阶段，上述三个阶段的焙烧温度分别为650℃—680℃、550℃、250℃。
4.根据权利要求3所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的方法，其特征在于低铁赤泥是指全铁品位低于35%的赤泥。
5.根据权利要求1或2或3或4或5所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其特征在于包括篦式焙烧机，篦式焙烧机包括焙烧段、预热段和干燥段三个部分，焙烧段、预热段和干燥段之间设置挡墙；焙烧段和预热段通过气道连接集气管，集气管通过风机及风机管路联通干燥段；篦式焙烧机的输送篦床贯穿焙烧段、预热段和干燥段。
6.根据权利要求5所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其特征在于焙烧段、预热段和干燥段的焙烧温度分别为650℃—680℃、550℃、250℃。
7.根据权利要求6所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其特征在于还包括沸腾燃烧器，沸腾燃烧器通过热烟气通道连接焙烧段。
8.根据权利要求7所述的磁化处理低铁赤泥制备铁精粉的装置，其特征在于还包括除尘装置，除尘装置一端联通干燥段，除尘装置另一端通过除尘风机联通烟囱。
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