一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝及設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝，采用以下步驟：一)采用帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機將高溫鐵礦石磁化焙燒礦噴水急冷至450～500℃；二)采用篦冷機或單筒冷卻機將急冷至450～500℃的鐵礦石磁化焙燒礦風冷至100℃以下，同時將出篦冷機或單筒冷卻機的熱風引入磁化焙燒設備，作為燃料燃燒的助燃風。本發(fā)明還公布了實現(xiàn)上述鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的設備。本發(fā)明兼有鐵礦石高溫磁化焙燒礦無氧冷卻和余熱回收的功能，在保證鐵礦石磁化焙燒礦質(zhì)量的同時，實現(xiàn)了高溫磁化焙燒礦的余熱回收利用，可以大幅度降低焙燒熱耗，降低選礦成本；還可以改善現(xiàn)場工作環(huán)境，具有節(jié)能環(huán)保的特點。
【專利說明】一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝及設備

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵礦石選礦【技術領域】，具體涉及一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝及設備。

【背景技術】
[0002]我國鐵礦資源豐富，但富礦少、貧礦多，總體平均品位在30?33%左右，需經(jīng)過復雜的選礦過程才能達到工業(yè)應用級的品位要求。再者，多數(shù)礦石中的有用礦物呈細粒至微細粒嵌布，且礦石類型復雜，伴生組分多，故選礦成本高。這一方面致使我國大量的低品位鐵礦資源無法得到有效的開發(fā)利用，造成礦產(chǎn)資源的嚴重浪費；另一方面也導致了大量鐵礦石的國外進口(當前我國鐵礦石的對外依存度已超過60% )，鐵礦石國際市場價格的波動，對國家經(jīng)濟安全和行業(yè)經(jīng)濟效益是嚴峻的挑戰(zhàn)。
[0003]常用的選礦方法有重選、磁選、浮選及聯(lián)合流程，磁化焙燒-弱磁選等等。而對于弱磁性鐵礦石礦物，磁化焙燒-弱磁選技術是行之有效的選礦方法；磁化焙燒設備主要有豎爐、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、閃速焙燒爐等。由于焙燒后強磁性的磁鐵礦在高溫下與空氣接觸易被二次氧化成弱磁性的赤鐵礦，影響磁選精礦的品位和回收率，進而影響選礦成本，因此需要在弱還原氣氛中或隔絕空氣的中性環(huán)境中迅速的將它冷卻。
[0004]目前，最常用的冷卻方式也是當前工業(yè)上采用的方法，是將焙燒礦直接倒入水池中進行水封冷卻。這種冷卻方式的優(yōu)點是:冷卻方式簡單，冷卻效果好，但缺點是需要消耗大量的水，產(chǎn)生的含塵水蒸氣使得現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，而且焙燒后的余熱亦不能得到循環(huán)利用，造成了能量的損失，大大增加了選礦成本。中國發(fā)明專利申請201410041638.X公開了一種鐵礦石磁化焙燒產(chǎn)品無氧冷卻與余熱回收方法，將焙燒后的高溫物料從豎式冷卻器的上部裝入，選擇CO或H2體積含量不大于30%的高爐煤氣，從豎式冷卻器下部通入，氣料在豎式冷卻器內(nèi)逆流換熱，物料得到冷卻，高爐煤氣溫度升高，實現(xiàn)余熱循環(huán)利用。該工藝選擇的冷卻介質(zhì)為高爐煤氣，不易獲??；而且冷卻設備為豎式冷卻器，對物料粒度有一定限定；無論從冷卻介質(zhì)還是冷卻設備的選擇，均不具有通用性，大大限制了該方法在選礦領域的應用。因此，開發(fā)一種能夠廣泛應用于磁化焙燒【技術領域】的高溫焙燒礦余熱回收工藝和設備，降低焙燒熱耗，改善現(xiàn)場工作環(huán)境，對鐵礦石選礦成本的降低以及提升磁化焙燒【技術領域】的環(huán)保水平意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝及設備，該工藝及設備能夠有效降低焙燒熱耗，進而降低選礦成本，改善現(xiàn)場工作環(huán)境，具有節(jié)能環(huán)保、應用廣泛的特點。
[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題所米取的一個技術方案是:一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝，采用以下步驟:
[0007]一)采用帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機將高溫鐵礦石磁化焙燒礦噴水急冷至450 ?500。。；
[0008]二)采用篦冷機或單筒冷卻機將急冷至450?500°C的鐵礦石磁化焙燒礦風冷至100°C以下，同時將出篦冷機或單筒冷卻機的熱風引入焙燒設備，作為燃料燃燒的助燃風。
[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題所采取的另一個技術方案是:一種實現(xiàn)上述鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的設備，包括帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機和與其串聯(lián)的篦冷機或單筒冷卻機，所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料口與磁化焙燒設備卸料口連接，出料口與所述篦冷機或單筒冷卻機的進料口連接；所述篦冷機或單筒冷卻機設有熱風出口，篦冷機或單筒冷卻機的熱風出口通過熱風回收風管與磁化焙燒設備連接；所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機內(nèi)部設置噴水管道和抽風管道，所述噴水管道與噴水系統(tǒng)連接，所述抽風管道與水蒸氣處理系統(tǒng)連接。
[0010]所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料端內(nèi)表面由厚度不等的凹形火磚形成。
[0011]所述噴水管道的出水位置設置在所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料端。
[0012]所述熱風回收管上設有收塵器。
[0013]所述熱風回收管上設有風機。
[0014]所述的熱風回收管上設有閥門。
[0015]所述磁化焙燒設備為豎爐、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐和閃速焙燒爐中的任意一種。
[0016]所述噴水管道上設有噴水量調(diào)節(jié)裝置。
[0017]本發(fā)明具有的有益效果是:本發(fā)明兼有高溫磁化焙燒礦無氧冷卻和余熱回收的功能，并能改善現(xiàn)場工作環(huán)境。出磁化焙燒設備的高溫焙燒礦通過帶噴水裝置的單筒冷卻機內(nèi)噴水至450?500°C，實現(xiàn)磁化焙燒礦的無氧冷卻；抽風管道將生成的水蒸氣抽出至水蒸汽處理系統(tǒng)，防止水蒸氣進入磁化焙燒設備，影響磁化焙燒設備的正常運行；帶噴水裝置的單筒冷卻機出口 450?500°C焙燒礦通過篤冷機或單筒冷卻機進行熱回收，回收熱源自于450?500°C焙燒礦的顯熱以及Fe3O4物相轉(zhuǎn)變?yōu)閅 -Fe2O3物相時釋放出的潛熱(451kJ/kgFe3O4)。出篦冷機或單筒冷卻機的熱風經(jīng)過熱風回收風管進入磁化焙燒設備作為燃料燃燒助燃風，可以大幅度降低焙燒熱耗。相對于現(xiàn)有磁化焙燒工藝，本發(fā)明可使單位焙燒礦熱耗降低100?110kcal/kg焙燒礦,其中焙燒礦顯熱65?75kcal/kg焙燒礦,焙燒礦物相轉(zhuǎn)變潛熱35kcal/kg焙燒礦。本發(fā)明能夠有效降低焙燒熱耗，進而降低選礦成本，并且能夠改善現(xiàn)場工作環(huán)境，具有節(jié)能環(huán)保的特點，可廣泛應用于豎爐、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、閃速焙燒爐等磁化焙燒設備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是實現(xiàn)本發(fā)明鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的第一種設備的示意圖；
[0019]圖2是實現(xiàn)本發(fā)明鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的第二種設備的示意圖。
[0020]圖中:帶箭頭虛線為氣流方向，帶箭頭實線為料流方向，I是篦冷機、2是帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機、3是噴水管道、4是抽風管道、5是收塵器、6是風機、7是熱風回收風管、8是噴水系統(tǒng)、9是水蒸氣處理系統(tǒng)、10是磁化焙燒設備、10-1是豎爐、10-2是回轉(zhuǎn)窯、11是單筒冷卻機、12是磁化焙燒設備、12-1是沸騰爐、12-2是閃速焙燒爐。

【具體實施方式】
[0021]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0022]參見圖1和圖2，一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝，包括以下步驟:
[0023]一 )采用帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2將高溫鐵礦石磁化焙燒礦噴水急冷至450 ?500。。；
[0024]二)采用篦冷機I或單筒冷卻機11將急冷至450?500°C的鐵礦石磁化焙燒礦風冷至100°C以下，同時將出篦冷機I或單筒冷卻機11的熱風引入磁化焙燒設備10或12，作為燃料燃燒的助燃風。
[0025]參見圖1，實現(xiàn)上述鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的第一種設備，包括帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2和與其串聯(lián)的篦冷機1，帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的進料口與磁化焙燒設備10的卸料口連接，出料口與篦冷機I的進料口連接；篦冷機I設有熱風出口，篦冷機I的熱風出口通過熱風回收風管7與磁化焙燒設備10連接；帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2內(nèi)部設置噴水管道3和抽風管道4，噴水管道3與噴水系統(tǒng)8連接，抽風管道4與水蒸氣處理系統(tǒng)9連接。篦冷機I可以是第三代篦冷機或者是第四代篦冷機，也可以是其它類型的篦冷機；上述噴水管道上設有噴水量調(diào)節(jié)裝置，以使噴水量可控。上述磁化焙燒設備10可以是豎爐10-1或回轉(zhuǎn)窯10-2。
[0026]參見圖2，實現(xiàn)上述鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的第二種設備，包括帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2和與其串聯(lián)的單筒冷卻機11，帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的進料口與磁化焙燒設備12的卸料口連接，出料口與單筒冷卻機11的進料口連接；單筒冷卻機11設有熱風出口，單筒冷卻機11的熱風出口通過熱風回收風管7與磁化焙燒設備12連接；帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2內(nèi)部設置噴水管道3和抽風管道4，噴水管道3與噴水系統(tǒng)8連接，抽風管道4與水蒸氣處理系統(tǒng)9連接。單筒冷卻機11采用優(yōu)化的揚料板結構形式。上述噴水管道上設有噴水量調(diào)節(jié)裝置，以使噴水量可控。上述磁化焙燒設備12可以是沸騰爐12-1或閃速焙燒爐12-2。
[0027]上述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的主要作用為將出磁化焙燒設備的高溫焙燒礦噴水隔絕氧氣急冷，通過調(diào)節(jié)噴水量控制帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機出口焙燒礦溫度在450?500°C，噴水管道3的噴水位置位于帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的進料端，噴水量可根據(jù)帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機卸料端焙燒礦溫度自動調(diào)節(jié)，在帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的進料端設置有抽風管道4，將噴水產(chǎn)生的水蒸氣抽走，避免水蒸氣進入磁化焙燒設備內(nèi)部，影響磁化焙燒系統(tǒng)的正常運行，噴水管道3和抽風管道4穿過帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2達到高溫磁化焙燒礦進料口，及時對出磁化焙燒設備的高溫焙燒礦進行急冷，同時產(chǎn)生的水蒸氣也被及時抽走。
[0028]篦冷機I或單筒冷卻機11的進料口連接帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的出料口，篦冷機I或單筒冷卻機11的主要作用為余熱回收，并將磁化焙燒礦冷卻至100°c以下。余熱來源有兩個，其一為帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機出口 450?500°C焙燒礦的顯熱；其二為磁鐵礦Fe3O4在低溫下進行有氧冷卻，生成強磁性Y -Fe2O3時釋放出的潛熱(451kJ/kgFe3O4)。篦冷機I或單筒冷卻機11連接熱風回收風管7，熱風回收風管7上設有收塵器5和風機6，通過風機6拉風，把出篦冷機I或單筒冷卻機11的熱風引入磁化焙燒設備10或12內(nèi)，作為燃料燃燒的助燃風。收塵器5的作用是把出篦冷機I或單筒冷卻機11的熱風進行分離除塵，收塵器5設有下料鎖風裝置，收塵器5型式可以為沉降室、旋風收塵器、電收塵器、袋式收塵器或者是其它類型的收塵器。熱風回收風管7上設有閥門，調(diào)節(jié)進入磁化焙燒設備10或12中的風量。噴水系統(tǒng)8包括水泵、噴嘴、噴槍以及控制系統(tǒng)。水蒸氣處理系統(tǒng)9包括蒸汽抽風管、電收塵器以及排風機。上述磁化焙燒設備包括但不限于豎爐、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐和閃速焙燒爐。
[0029]本發(fā)明的工作原理和技術關鍵在于:
[0030]I)高溫磁化焙燒礦二段冷卻:出磁化焙燒設備10或12的高溫磁化焙燒礦進入帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2，通過調(diào)節(jié)噴水量控制帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2出口焙燒礦溫度在450?500°C。帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料端內(nèi)表面由厚度不等的凹形火磚形成，以延長磁化焙燒礦在噴水急冷區(qū)的停留時間。噴水位置位于帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的前端，噴水量可根據(jù)帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機卸料端焙燒礦溫度自動調(diào)節(jié)。帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2內(nèi)部設置噴水管道3和抽風管道4，噴水系統(tǒng)8將水引入噴水管道3中，噴出的水與進入帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的磁化焙燒礦接觸，焙燒礦溫度在隔絕氧氣的條件下迅速降低，水吸熱后變成水蒸氣，通過抽風管道4抽出至水蒸氣處理系統(tǒng)9。高溫磁化焙燒礦經(jīng)過噴水急冷至一定控制溫度，實現(xiàn)高溫下的無氧冷卻，以保證磁選精礦品位和回收率。篦冷機I或單筒冷卻機11將出帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機2的焙燒礦進一步冷卻至小于100°C。
[0031]2)熱量回收:出篦冷機I或單筒冷卻機11的熱風在風機6的拉風下，經(jīng)過收塵器5收塵后，進入熱風回收風管7中，熱風回收風管7與磁化焙燒設備10或12連接，作為磁化焙燒設備10或12的助燃風，風量大小通過設置在熱風回收風管7上的閥門進行控制。余熱來源有兩個，其一為帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機出口 450?500°C焙燒礦的顯熱；其二為磁鐵礦Fe3O4在低溫下進行有氧冷卻，生成強磁性Y-Fe2O3時釋放出的潛熱(451kJ/kg Fe3O4)。單位焙燒礦通過熱風回收的熱量為100?llOkcal/kg焙燒礦，其中焙燒礦顯熱65?75kcal/kg焙燒礦,焙燒礦物相轉(zhuǎn)變潛熱35kcal/kg焙燒礦,節(jié)能效果明顯。
[0032]本發(fā)明兼有高溫磁化焙燒礦無氧冷卻和余熱回收的功能，在保證磁選精礦品位和回收率及冷卻的同時，實現(xiàn)了余熱回收利用，解決了現(xiàn)有高溫磁化焙燒礦冷卻工藝難以有效回收焙燒礦熱量的技術難題，并能改善現(xiàn)場工作環(huán)境。
[0033]盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明的保護范圍并不僅限于上述的【具體實施方式】，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝，其特征在于，采用以下步驟: 一)采用帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機將高溫鐵礦石磁化焙燒礦噴水急冷至450?500 0C ； 二)采用篦冷機或單筒冷卻機將急冷至450?500°C的鐵礦石磁化焙燒礦風冷至100°C以下，同時將出篦冷機或單筒冷卻機的熱風引入焙燒設備，作為燃料燃燒的助燃風。
2.一種實現(xiàn)如權利要求1所述鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收工藝的設備，其特征在于，包括帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機及與其串聯(lián)的篦冷機或單筒冷卻機，所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料口與磁化焙燒設備卸料口連接，出料口與所述篦冷機或所述單筒冷卻機的進料口連接；所述篦冷機或所述單筒冷卻機設有熱風出口，所述篦冷機或所述單筒冷卻機的熱風出口通過熱風回收風管與所述磁化焙燒設備連接；所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機內(nèi)部設置噴水管道和抽風管道，所述噴水管道與噴水系統(tǒng)連接，所述抽風管道與水蒸氣處理系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料端內(nèi)表面由厚度不等的凹形火磚形成。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述噴水管道的出水位置設置在所述帶內(nèi)置噴水裝置的單筒冷卻機的進料端。
5.根據(jù)權利要求2所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述熱風回收管上設有收塵器。
6.根據(jù)權利要求2或5所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述熱風回收管上設有風機。
7.根據(jù)權利要求2所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述的熱風回收管上設有閥門。
8.根據(jù)權利要求2所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述磁化焙燒設備為豎爐、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐和閃速焙燒爐中的任意一種。
9.根據(jù)權利要求2或4所述的鐵礦石磁化焙燒礦余熱回收設備，其特征在于，所述噴水管道上設有噴水量調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號】F27D17/00GK104329945SQ201410566257
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】郭濤, 俞為民, 彭學平, 李小燕 申請人:天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司