本實用新型涉及一種改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的系統(tǒng)，屬于鐵合金的制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國是世界上鐵礦資源較豐富的國家之一，已探明的儲量有578.72億噸，可供開發(fā)利用的約有260億噸，但是97％為貧礦，平均品位僅為33％，比世界鐵礦石供應(yīng)大國平均品位低20％。隨著中國鋼鐵行業(yè)的迅速發(fā)展，鐵礦資源消耗速度加快，中國鐵礦資源已無法滿足鋼鐵生產(chǎn)需要，中國多數(shù)大型鋼鐵企業(yè)不得不向外大量進(jìn)口鐵礦石進(jìn)行生產(chǎn)。自2003年以來，鐵礦石進(jìn)口依賴度已達(dá)50％以上，另外，世界鐵礦石價格呈現(xiàn)上升態(tài)勢，使中國鋼鐵行業(yè)發(fā)展面臨巨大的困難。因此，針對中國鐵礦資源特點開發(fā)高效利用技術(shù)迫在眉睫。
近年來，針對某些含鐵冶金廢渣，中國相關(guān)科研工作者突破了傳統(tǒng)的選礦—燒結(jié)—高爐流程概念，提出采用先冶后選的方法即“還原焙燒—磁選”工藝處理這些冶金廢渣，實現(xiàn)了鐵的有效富集和資源的綜合利用。該工藝所得的高金屬化率的鐵粉冷壓塊后，不僅可以補(bǔ)充廢鋼資源的不足，而且是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊鋼的優(yōu)質(zhì)原料。
公告號為CN200910094839.5A的專利公開了一種提取銅冶煉廢渣中鐵的方法，該方法通過將銅渣、還原劑、氧化鈣或碳酸鈣混合配料后，高溫下進(jìn)行礦相重構(gòu)和碳熱還原反應(yīng)，經(jīng)過磁選分離回收鐵。公告號為 CN104404260A公開了一種從銅渣中分離有價金屬的方法，該方法經(jīng)過兩次造球焙燒，第一次造球焙燒時鐵橄欖石轉(zhuǎn)化為易于還原的氧化鐵，第二次造球焙燒將銅渣中的氧化鐵還原成金屬鐵與渣通過磁選分離。但是這些從銅渣中還原焙燒-磁選回收鐵的技術(shù)的缺點是得到的鐵粉產(chǎn)品純度不高，僅能作為煉鋼的配料，還需要進(jìn)一步冶煉，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不過關(guān)。
因此，研制一種改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的系統(tǒng)，提高鐵產(chǎn)品的鐵品位和鐵回收率具有重大的經(jīng)濟(jì)價值。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離的效果，提高鐵產(chǎn)品的鐵品位和鐵回收率，還可以降低磨礦能耗和鋼耗。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案為：
本實用新型提供了一種改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的系統(tǒng)，包括：成型裝置，所述成型裝置具有含鐵物料入口、含鈣物料入口、含碳物料入口、粘結(jié)劑入口和團(tuán)塊出口；
還原裝置，所述還原裝置具有團(tuán)塊入口、煙氣出口和還原球團(tuán)出口，所述團(tuán)塊入口與成型裝置團(tuán)塊出口相連；
水淬裝置，所述水淬裝置具有還原球團(tuán)入口、水入口和水淬球團(tuán)出口，還原球團(tuán)入口與還原裝置的還原球團(tuán)出口相連；
磨礦裝置，所述磨礦裝置具有水淬球團(tuán)入口、磨礦添加劑入口、水入口和礦漿出口，所述水淬球團(tuán)入口與水淬裝置的水淬球團(tuán)出口相連；
固液分離裝置，所述固液分離裝置具有礦漿入口、濾渣出口和濾液出口，所述礦漿入口與磨礦裝置的礦漿出口相連；
物理分選裝置，所述物理分選裝置具有濾渣入口、含鐵顆粒出口和尾礦渣出口，所述濾渣入口與固液分離裝置的濾渣出口相連；
制備水泥裝置，所述制備水泥裝置具有尾礦渣入口、制備水泥的添加劑入口和水泥熟料出口，所述尾礦渣入口與物理分選裝置的尾礦渣出口相連。
其中，所述成型裝置包括混料機(jī)和壓球機(jī)，或者是混料機(jī)和造球圓盤；所述還原裝置是常規(guī)的具有還原功能的裝置，例如轉(zhuǎn)底爐、馬弗爐、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯等；所述水淬裝置是水封拉鏈機(jī)；所述磨礦裝置是球磨機(jī)、棒磨機(jī)；所述固液分離裝置是壓濾機(jī)或真空過濾機(jī)；所述物理分選裝置是離心選礦機(jī)或磁選機(jī)；所述制備水泥裝置是水泥回轉(zhuǎn)窯。
本實用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
1、磨礦添加劑與還原球團(tuán)中的渣相中的硅鈣化合物發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)金屬鐵顆粒表面的礦物相分離，提高了所得產(chǎn)品的鐵品位。
2、促進(jìn)其它礦物相中的微細(xì)粒級的鐵顆粒分離，使之分離出來而被分選回收，提高了所得產(chǎn)品的鐵回收率。
3、改善磨礦過程的分離效果，可縮短磨礦時間，節(jié)省磨礦能耗，同時也可節(jié)省磨礦設(shè)備中鋼的消耗。
附圖說明
圖1本實用新型改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步描述本實用新型，本實用新型的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本實用新型的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本實用新型的精神和范圍下可以對本實用新型的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
如圖1所示，本實用新型提供一種改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的系統(tǒng)，包括：成型裝置S100，所述成型裝置S100具有含鐵物料入口、含鈣物料入口、含碳物料入口、粘結(jié)劑入口和團(tuán)塊出口；
還原裝置S200，所述還原裝置S200具有團(tuán)塊入口、煙氣出口和還原球團(tuán)出口，所述團(tuán)塊入口與成型裝置S100團(tuán)塊出口相連；
水淬裝置S300，所述水淬裝置S300具有還原球團(tuán)入口、水入口和水淬球團(tuán)出口，還原球團(tuán)入口與還原裝置S200的還原球團(tuán)出口相連；
磨礦裝置S400，所述磨礦裝置S400具有水淬球團(tuán)入口、磨礦添加劑入口、水入口和礦漿出口，所述水淬球團(tuán)入口與水淬裝置S300的水淬球團(tuán)出口相連；
固液分離裝置S500，所述固液分離裝置S500具有礦漿入口、濾渣出口和濾液出口，所述礦漿入口與磨礦裝置S400的礦漿出口相連；
物理分選裝置S600，所述物理分選裝置S600具有濾渣入口、含鐵顆粒出口和尾礦渣出口，所述濾渣入口與固液分離裝置S500的濾渣出口相連；
制備水泥裝置S700，所述制備水泥裝置S700具有尾礦渣入口、制備水泥的添加劑入口和水泥熟料出口，所述尾礦渣入口與物理分選裝置 S600的尾礦渣出口相連。
進(jìn)一步，本實用新型提供一種利用上述系統(tǒng)改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的方法，包括如下步驟：
(1)將含鐵物料、含鈣物料、含碳物料、粘結(jié)劑通過含鐵物料入口、含鈣物料入口、含碳物料入口、粘結(jié)劑入口送入到成型裝置S100中，制備得到團(tuán)塊，通過團(tuán)塊出口排出；
(2)團(tuán)塊通過還原裝置S200的團(tuán)塊入口進(jìn)入到還原裝置S200中進(jìn)行還原，得到還原球團(tuán)，還原球團(tuán)通過還原球團(tuán)出口排出；
(3)還原球團(tuán)和水分別通過水淬裝置S300的入口進(jìn)入到水淬裝置 S300，得到水淬球團(tuán)，通過水淬球團(tuán)出口排出；
(4)水淬球團(tuán)、磨礦添加劑和水分別通過磨礦裝置S400的入口進(jìn)入到磨礦裝置S400中，得到礦漿從礦漿出口排出；
(5)礦漿通過固液分離裝置S500的入口進(jìn)入到固液分離裝置S500，得到濾渣和濾液，分別從濾渣出口和濾液出口排出；
(6)濾渣通過物理分選裝置S600的入口進(jìn)入到物理分選裝置S600，得到含鐵顆粒和尾礦渣，分別從含鐵顆粒出口和尾礦渣出口排出；
(7)尾礦渣、制備水泥的添加劑分別通過制備水泥裝置S700的入口進(jìn)入到制備水泥裝置S700，得到水泥熟料，從水泥熟料出口排出。
下面參考圖1對實際生產(chǎn)中改善含金屬鐵還原球團(tuán)磨選分離效果的方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹，具體見實施例1-3：
實施例1
將冶煉原料銅渣(含TFe 39.75％，SiO2 33.18％，CaO 2.75％，Al2O3 2.31％， MgO 2.07％，Cu0.27％)、石灰石(CaO 50.04％)、蘭炭(固定碳74.46％，灰分12％)、復(fù)合粘結(jié)劑(膨潤土20％+改性淀粉8％+水72％)，按重量配比，銅渣：石灰石：蘭炭：復(fù)合粘結(jié)劑＝100：15：25：10進(jìn)行配料?；旌狭匣靹蚝笤烨?，烘干。烘干球團(tuán)在1350℃下還原焙燒30分鐘，焙燒后球團(tuán)進(jìn)行水淬，加入10％碳酸氫鈉進(jìn)行濕式磨礦，礦漿濃度為50％，磨礦30分鐘。礦漿抽濾，并加水淋洗，收集濾液，濾液濃縮提純后返回磨礦重復(fù)利用。濾渣采用離心選礦機(jī)進(jìn)行分選，轉(zhuǎn)速為500r/min，得到含鐵93.45％的銅鐵合金粉，鐵回收率92.18％，含銅0.52％，尾礦渣抽濾烘干，用于制作水泥。
實施例2
將冶煉原料鋼鐵冶煉粉塵(含TFe 56.01％，SiO2 7.11％，CaO 1.86％， Al2O30.35％，MgO 0.31％)、生石灰(CaO 98.3％)、焦煤(固定碳65％，灰分20％)，按重量配比，冶金粉塵：生石灰：焦煤＝100：3：50進(jìn)行配料?；旌狭匣靹蚝髩呵颉Ｇ驁F(tuán)在1200℃下還原焙燒90分鐘，焙燒后球團(tuán)進(jìn)行水淬，加入0.5％碳酸鈉進(jìn)行濕式磨礦，礦漿濃度為80％，磨礦30分鐘。礦漿抽濾，并加水淋洗，收集濾液，濾液濃縮提純后返回磨礦重復(fù)利用。濾渣采用離心選礦機(jī)進(jìn)行分選，轉(zhuǎn)速為700r/min，得到鐵產(chǎn)品在100mT磁場強(qiáng)度下磁選，最終得到含鐵95.31％的金屬鐵粉，鐵回收率94.22％，尾礦渣抽濾烘干，用于制作水泥。
實施例3
將冶煉原料低品位難選鐵礦石(含TFe 43.63％，SiO2 22.1％，CaO 3.58％， Al2O34.31％，MgO 0.59％)、熟石灰(CaO 73.14％)、無煙煤(固定碳85.43％，灰分7.66％)，按重量配比，鐵礦石：熟石灰：無煙煤：羧甲基纖維素鈉＝100： 40：15：0.5進(jìn)行配料。混合料混勻后壓球，烘干。烘干球團(tuán)在1250℃下還原焙燒45分鐘，焙燒后球團(tuán)進(jìn)行水淬，加入3％碳酸鉀進(jìn)行濕式磨礦，礦漿濃度為67％，磨礦30分鐘。礦漿抽濾，并加水淋洗，收集濾液，濾液濃縮提純后返回磨礦重復(fù)利用。濾渣采用離心選礦機(jī)進(jìn)行分選，轉(zhuǎn)速為600r/min，得到含鐵93.41％的金屬鐵粉，鐵回收率92.28％，尾礦渣抽濾烘干，用于制作水泥。
對比實施例1
與實施例1相比，其他條件相同，只是在磨礦過程中不加入磨礦添加劑(即不加入10％碳酸鈉氫鈉)時，得到鐵粉鐵品位為89.72％，鐵回收率84.36％。
對比實施例2
與實施例2相比，其他條件相同，只是在磨礦過程中不加入磨礦添加劑(即不加入0.5％碳酸鈉)時，得到鐵粉鐵品位為91.16％，鐵回收率92.46％。
對比實施例3
與實施例3相比，其他條件相同，只是在磨礦過程中不加入磨礦添加劑(即不加入3％碳酸鉀)時，得到鐵粉鐵品位為90.88％，鐵回收率88.49％。