含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及含砷鐵礦焙燒領(lǐng)域，特別地，涉及含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鐵礦石需求量大增，鐵礦石資源日趨緊張。為改善這種緊張局面，一些復(fù)雜難選鐵礦石也被列為大力開(kāi)發(fā)的對(duì)象，例如儲(chǔ)量巨大的含砷鐵礦，其中有一類砷以砷酸鐵形式存在的含砷氧化鐵礦。在開(kāi)發(fā)這類含砷鐵礦過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行還原焙燒得到鐵品位較高的鐵精礦。
[0003]現(xiàn)有的多級(jí)循環(huán)預(yù)熱流態(tài)化還原焙燒氧化鐵礦石反應(yīng)裝置能將弱磁性氧化鐵礦還原焙燒成強(qiáng)磁性鐵礦，經(jīng)磁選后，能得到高品位高回收率鐵精礦。但是，該裝置處理含砷氧化鐵礦時(shí)不能將砷從裝置中分離脫除，導(dǎo)致裝置內(nèi)砷不斷富集，需要對(duì)其加以改進(jìn)，使其能夠處理含砷氧化鐵礦得到鐵精礦。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供了一種含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置，以解決現(xiàn)有裝置處理含砷氧化鐵礦時(shí)不能將砷從裝置中分離脫除，導(dǎo)致裝置內(nèi)砷不斷富集的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置，包括反應(yīng)爐、收砷裝置和至少包括兩級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器的旋風(fēng)預(yù)熱裝置，旋風(fēng)預(yù)熱裝置與反應(yīng)爐連通。
[0007]其中一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器與反應(yīng)爐相連，在該級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器的排氣管道上設(shè)有脫砷煙氣出口，脫砷煙氣出口位于設(shè)置在排氣管道上的下料口的下方，脫砷煙氣出口上連接有旁路管道。
[0008]收砷裝置包括冷卻裝置和收集裝置，冷卻裝置和收集裝置通過(guò)旁路管道依序相連。
[0009]進(jìn)一步地，在排氣管道上，下料口與脫砷煙氣出口之間設(shè)置縮口，縮口以上直徑d為以下直徑D的0.6-0.9倍。
[0010]進(jìn)一步地，縮口位于下料口以下距離L為0.5?1.5m。
[0011 ] 進(jìn)一步地，脫砷煙氣出口的直徑Dl與排氣管道的直徑D比為(0.3-0.7):1。
[0012]進(jìn)一步地，還設(shè)置有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)通過(guò)旁路管道與收集裝置相連。
[0013]進(jìn)一步地，冷卻裝置為驟冷塔，收集裝置為袋式收塵器。
[0014]進(jìn)一步地，冷卻裝置為空冷裝置，收集裝置為袋式收塵器。
[0015]空冷裝置包括冷卻進(jìn)風(fēng)管和閥門(mén)，冷卻進(jìn)風(fēng)管經(jīng)閥門(mén)與旁路管道連通。
[0016]旁路管道依序行經(jīng)空冷裝置、袋式收塵器和風(fēng)機(jī)之后連通反應(yīng)爐。
[0017]進(jìn)一步地，旋風(fēng)預(yù)熱裝置包括2?5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器。
[0018]本實(shí)用新型具有以下有益效果:在含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置中，含砷氧化鐵礦粉經(jīng)旋風(fēng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)爐內(nèi)，在磁化溫度下，實(shí)現(xiàn)含砷氧化鐵礦粉磁化焙燒的同時(shí)，以砷酸鐵形式存在的砷生成為氣態(tài)的三氧化二砷，氣態(tài)的三氧化二砷伴隨焙燒煙氣和焙燒后的鐵礦粉從反應(yīng)爐出口排出，經(jīng)旋風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)行氣固分離，氣態(tài)的三氧化二砷與焙燒煙氣混合在一起，從旋風(fēng)預(yù)熱器的排氣口排出，鐵精礦從旋風(fēng)預(yù)熱器的排料口排出。
[0019]從連接反應(yīng)爐的旋風(fēng)預(yù)熱器排出的氣體分成兩部分，其中一部分在排氣管道脫砷煙氣出口排出進(jìn)入旁路管道用于脫砷，其余部分煙氣繼續(xù)對(duì)含砷氧化鐵礦粉進(jìn)行預(yù)熱。焙燒煙氣在排氣管道的脫砷煙氣出口位置進(jìn)入旁路管道，冷卻裝置冷卻旁路管道內(nèi)氣體，使三氧化二砷由氣態(tài)變成固態(tài)，通過(guò)收集裝置收集。經(jīng)過(guò)上述含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置，將砷以氣態(tài)的形式從脫砷煙氣出口排出經(jīng)收砷裝置得到固態(tài)三氧化二砷，從旋風(fēng)預(yù)熱器排料口得到鐵精礦。若砷不從旋風(fēng)預(yù)熱裝置中分離，含砷鐵礦粉中的砷將在反應(yīng)爐中生成氣態(tài)三氧化二砷，在旋風(fēng)預(yù)熱裝置中重復(fù)凝固、汽化，無(wú)法以固態(tài)形式伴隨鐵精礦排出也不能以氣態(tài)的形式從預(yù)熱尾氣中排出，這樣隨著含砷鐵礦粉不斷的加入，砷將在旋風(fēng)預(yù)熱裝置中不斷富集，甚至影響到系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，脫砷效果明顯。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例的含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型又一優(yōu)選實(shí)施例的含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置示意圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的空冷裝置示意圖；
[0026]圖5是圖3的I處放大示意圖，為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的旁路管道、排氣管道和下料口的位置示意圖。
[0027I附圖標(biāo)記說(shuō)明:100、旋風(fēng)預(yù)熱裝置；200、反應(yīng)爐；300、收砷裝置;400、旁路管道；110、旋風(fēng)預(yù)熱器；120、排氣管道；130、下料口； 140、脫砷煙氣出口； 150、縮口； 310、冷卻裝置;320、收集裝置;410、風(fēng)機(jī);311、驟冷塔;312、空冷裝置;313、冷卻進(jìn)風(fēng)管;314、閥門(mén);A為含砷氧化鐵礦進(jìn)料位置;B為預(yù)熱尾氣出口位置;C為鐵精礦出口位置;D為還原性氣體入口位置;E為高砷粉塵出口位置。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0029]參照?qǐng)D1?圖5，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種含砷氧化鐵礦粉的磁化焙燒脫砷裝置，包括反應(yīng)爐200、收砷裝置300和至少包括兩級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器110的旋風(fēng)預(yù)熱裝置100，旋風(fēng)預(yù)熱裝置100與反應(yīng)爐200連通。其中一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器110與反應(yīng)爐200相連，在該級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣管道120上設(shè)有脫砷煙氣出口 140，脫砷煙氣出口 140位于設(shè)置在排氣管道120上的下料口 130的下方，脫砷煙氣出口 140上連接有旁路管道400。收砷裝置300包括冷卻裝置310和收集裝置320，冷卻裝置310和收集裝置320通過(guò)旁路管道400依序相連。
[0030]脫砷煙氣出口140在排氣管道120上，靠近旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣口位置，這種位置關(guān)系使旋風(fēng)預(yù)熱器110內(nèi)氣固混合物分離后再通過(guò)脫砷煙氣出口 140引出焙燒煙氣，可大大減少?gòu)拿撋闊煔獬隹?140出去的焙燒煙氣攜帶礦粉。下料口 130位于脫砷煙氣出口 140的上方這種位置關(guān)系避免了下料口 130下來(lái)的礦粉進(jìn)入旁路管道400，保證從脫砷煙氣出口 140出去的焙燒煙氣盡可能少的礦粉。裝置運(yùn)行時(shí)，脫砷煙氣出口 140的開(kāi)口位置內(nèi)部煙氣溫度達(dá)500-600°C，含砷鐵礦粉磁化焙燒后經(jīng)旋風(fēng)預(yù)熱器分離出煙氣，其中的三氧化二砷以氣態(tài)形式存在，利于三氧化二砷從脫砷煙氣出口 140排出。
[0031]旋風(fēng)預(yù)熱裝置100為本領(lǐng)域常規(guī)的裝置，優(yōu)選為2?5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器。其包括多級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器110，多級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器110之間通過(guò)排氣管道120連接，并且連接關(guān)系為常規(guī)連接方式。含砷氧化鐵礦粉進(jìn)入或排出反應(yīng)爐200的旋風(fēng)預(yù)熱器110為連接反應(yīng)爐200的旋風(fēng)預(yù)熱器110，具體地說(shuō)，當(dāng)旋風(fēng)預(yù)熱裝置100為兩級(jí)時(shí)，脫砷煙氣出口 140位于礦粉排出反應(yīng)爐200的旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣管道120上；當(dāng)旋風(fēng)預(yù)熱裝置100為三級(jí)或三級(jí)以上時(shí)，脫砷煙氣出口 140位于礦粉進(jìn)入反應(yīng)爐200的旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣管道120上。
[0032]采用該裝置能使含砷氧化鐵礦粉磁化焙燒過(guò)程中將砷以氣態(tài)形式分離，得到鐵精礦。含砷氧化鐵礦中砷主要以砷酸鐵FeAsO4的形式存在，在本發(fā)明裝置中，在反應(yīng)爐200內(nèi)高溫還原性氣氛下砷酸鐵會(huì)與一氧化碳反應(yīng)生成三氧化二鐵、三氧化二砷和二氧化碳，反應(yīng)式I如下:
[0033]FeAs04+C0 = Fe203+As203+C02 I
[0034]As2O3的熔點(diǎn)為275°C，沸點(diǎn)為457.2°C，在220?250°C開(kāi)始升華，因而在反應(yīng)爐200內(nèi)產(chǎn)生的煙氣中，As2O3為氣態(tài)。氣態(tài)三氧化二砷混合在焙燒煙氣中，經(jīng)旋風(fēng)預(yù)熱器分離、經(jīng)脫砷煙氣出口 140排出進(jìn)入旁路管道400，經(jīng)收砷裝置300得到固態(tài)的三氧化二砷。在收砷裝置300中將焙燒煙氣的溫度降低至As2O3升華溫度之下，即可實(shí)現(xiàn)砷元素從該煙氣中分離。
[0035]反應(yīng)爐200內(nèi)為還原性氣氛，反應(yīng)爐200可以為磁化焙燒爐。反應(yīng)爐200內(nèi)的溫度為700?900°C ο物料在磁化焙燒爐內(nèi)呈懸浮態(tài)，與氣體充分接觸，反應(yīng)迅速充分。
[0036]反應(yīng)爐200對(duì)含砷氧化鐵礦粉進(jìn)行焙燒并產(chǎn)生含氣態(tài)三氧化二砷的焙燒煙氣，焙燒煙氣沿旋風(fēng)預(yù)熱器110逐級(jí)上升對(duì)礦粉進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)焙燒煙氣本身的溫度逐級(jí)降低。旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣管道120內(nèi)煙氣的溫度為500-600°C，該位置開(kāi)設(shè)脫砷煙氣出口 140并連接旁路管道400。開(kāi)設(shè)脫砷煙氣出口 140的位置，因旋風(fēng)預(yù)熱裝置100的級(jí)數(shù)不同，對(duì)應(yīng)不同的排氣管道120上。如圖3所示，當(dāng)旋風(fēng)預(yù)熱裝置100為2級(jí)時(shí)，脫砷煙氣出口 140設(shè)置在含砷氧化鐵礦粉排出反應(yīng)爐200的旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣管道120上;如圖1和2，當(dāng)旋風(fēng)預(yù)熱裝置100為3或3級(jí)以上時(shí)，脫砷煙氣出口 140設(shè)置在含砷氧化鐵礦粉進(jìn)入反應(yīng)爐200的旋風(fēng)預(yù)熱器110的排氣管道120上，因?yàn)樵谘b置運(yùn)行時(shí)，這兩種結(jié)構(gòu)都滿足脫砷煙氣出口 140的開(kāi)口位置內(nèi)部煙氣溫度為500-600°C，三氧化二砷全部為氣態(tài)，有利于三氧化二砷從脫砷煙氣出口140以氣態(tài)形式排出，溫度低于這一溫度時(shí)三氧化二砷易出現(xiàn)玻璃態(tài)而粘壁，不利于回收，溫度過(guò)高則不利于焙燒煙氣的熱量回收利用，且所需的冷卻介質(zhì)(如空氣)量更多不利于節(jié)會(huì)K。
[0037]部分焙燒煙氣經(jīng)脫砷煙氣出口140進(jìn)入旁路管道40