一種高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及化工冶金領(lǐng)域。具體地講，本發(fā)明涉及一種處理含鐵資源的系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)底爐是一種具有環(huán)形爐膛和可以轉(zhuǎn)動爐底的冶金工業(yè)爐，爐體內(nèi)部為輻射傳熱，一般通過燒嘴燃燒煤氣或天然氣來升高或保持爐膛溫度，用于處理含鐵物料，并協(xié)同提取鎳、鋅、鉻等有價金屬元素。轉(zhuǎn)底爐煤基直接還原法由于反應(yīng)速度快、原料適應(yīng)性強等特點，近年來得到了快速發(fā)展，可處理鋼鐵廠的含鋅粉塵、鉻鐵礦、紅土鎳礦、釩鈦磁鐵礦、含鐵冶金渣、赤泥等各種含鐵資源。但同時，現(xiàn)有轉(zhuǎn)底爐設(shè)備具有以下不足之處：

一方面，現(xiàn)有轉(zhuǎn)底爐煙氣余熱利用率較低。轉(zhuǎn)底爐設(shè)備屬于高溫還原設(shè)備，其爐膛溫度一般設(shè)置在1200-1450℃，比一般的加熱爐溫度要高，所以其煙氣溫度也很高，一般達到1000℃以上。目前，轉(zhuǎn)底爐煙氣余熱利用的典型流程為：將高溫廢氣從轉(zhuǎn)底爐煙道引出，首先經(jīng)過余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，再進入換熱器預(yù)熱助燃空氣，經(jīng)過換熱后的廢氣再用于球團干燥，最后再通過摻冷風使煙氣溫度降低至達到除塵設(shè)備的允許溫度后經(jīng)除塵處理從煙囪排入大氣。如日本新日鐵用來處理高爐和轉(zhuǎn)爐干粉塵和低水分污泥的轉(zhuǎn)底爐、馬鞍山鋼鐵股份有限公司建設(shè)的用于處理轉(zhuǎn)爐污泥的轉(zhuǎn)底爐、神霧集團為沙鋼所建用于處理含鋅粉塵的轉(zhuǎn)底爐等，均采用上述方法對煙氣余熱進行回收，回收的煙氣余熱主要用于生產(chǎn)蒸汽、預(yù)熱空氣和干燥原料。上述煙氣余熱回收利用系統(tǒng)的最高余熱利用率也只有55%，余熱利用率低。因而，如何更有效地回收煙氣中的熱量是一個亟待解決的問題。

另一方面，現(xiàn)有轉(zhuǎn)底爐爐前預(yù)處理流程長，設(shè)備投資相對較高?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)底爐處理含鐵資源的工藝流程中，制得的含水球團需經(jīng)過干燥處理后再布入轉(zhuǎn)底爐進行還原，原因是：未經(jīng)干燥的含水球團（一般13%以上）若直接入爐會在高溫條件下碎裂而在入爐初期產(chǎn)生大量粉塵，在爐內(nèi)氣體擾動作用下，可造成轉(zhuǎn)底爐臨近進料口反應(yīng)區(qū)域的側(cè)壁燒嘴堵塞，使生產(chǎn)不能順行?？梢?，“干燥”環(huán)節(jié)是與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)底爐燃燒系統(tǒng)配套的必要預(yù)處理步驟，但這導(dǎo)致了轉(zhuǎn)底爐爐前預(yù)處理流程長、設(shè)備投資大、能耗高的缺陷，有待進一步改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)及方法, 該系統(tǒng)和方法通過改進轉(zhuǎn)底爐的加熱方式，一方面使轉(zhuǎn)底爐的煙氣余熱在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)部得以再利用，提高了轉(zhuǎn)底爐煙氣余熱的利用效率，另一方面，在不影響產(chǎn)品指標的前提下去掉了轉(zhuǎn)底爐爐前的球團烘干工藝，縮短了工藝流程，降低了設(shè)備投資，本發(fā)明具有煙氣余熱利用率高、處理流程短、設(shè)備投資低、設(shè)備作業(yè)率高、能耗低、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)，其特征在于，包括：混料裝置、制球裝置、煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐、干燥管裝置、產(chǎn)品分離裝置，其中：

所述混料裝置包括：含鐵資源入口、還原劑入口、助熔劑入口和混合物料出口，所述混料裝置用于將含鐵資源、還原劑和助熔劑進行混合，得到混合物料；

所述制球裝置包括：混合物料入口、水入口和含水球團出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連，用于將混合物料制球，得到含水球團；

所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐包括：依次相鄰的進料區(qū)、干燥區(qū)、還原區(qū)、出料區(qū)；所述進料區(qū)設(shè)有含水球團入口，所述含水球團入口與所述含水球團出口相連；所述干燥區(qū)爐膛內(nèi)部設(shè)有干燥管裝置；所述還原區(qū)設(shè)有轉(zhuǎn)底爐煙氣出口，還原區(qū)爐壁內(nèi)外側(cè)設(shè)有多個燒嘴；所述出料區(qū)設(shè)有還原產(chǎn)品出口；所述轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱方式，所述干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，所述還原區(qū)采用所述燒嘴進行加熱；所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐用于將含水球團干燥、還原，得到還原產(chǎn)品；

所述干燥管裝置位于所述干燥區(qū)爐膛內(nèi)部，其具有干燥管煙氣入口、干燥管煙氣出口，所述干燥管煙氣入口與所述轉(zhuǎn)底爐煙氣出口相連，所述干燥管裝置用于將含水球團干燥、預(yù)熱，得到預(yù)熱的干燥球團；

所述產(chǎn)品分離裝置包括：還原產(chǎn)品入口、鐵產(chǎn)品出口和尾渣尾礦出口，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連，所述產(chǎn)品分離裝置用于將還原產(chǎn)品進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用含水球團直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理含鐵資源，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題，設(shè)備作業(yè)率更高，實現(xiàn)了含鐵資源的低溫還原冶煉。轉(zhuǎn)底爐采用高溫煙氣來加熱干燥管裝置，使得轉(zhuǎn)底爐爐體內(nèi)部產(chǎn)生的煙氣余熱可以被有效再利用，從而，該系統(tǒng)實現(xiàn)了節(jié)能減排，綠色環(huán)保，降低了成本。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述轉(zhuǎn)底爐的水平截面為圓環(huán)形，所述還原區(qū)圓環(huán)夾角為100°-300°。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述轉(zhuǎn)底爐的水平截面為圓環(huán)形，所述干燥區(qū)圓環(huán)夾角為10°-150°。

在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進行含鐵資源處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將所述含鐵資源、還原劑和助熔劑加入混料裝置進行混合，得到混合物料；

（2）將所述混合物料加入制球裝置進行制球，得到含水球團；

（3）將所述含水球團布入煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐中進行干燥、還原，所述球團依次經(jīng)過進料區(qū)、干燥區(qū)、還原區(qū)、出料區(qū)，得到還原產(chǎn)品，其中，所述干燥區(qū)采用干燥管裝置加熱方式，作為干燥管裝置熱源的、來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)底爐煙氣出口送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；所述還原區(qū)采用側(cè)壁燒嘴加熱方式；

（4）將所述還原產(chǎn)品加入產(chǎn)品分離裝置進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的含鐵資源是鐵礦、鋼鐵廠的粉塵、鉻鐵礦、紅土鎳礦、釩鈦磁鐵礦、釩鈦海砂、含鐵冶金渣、赤泥中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的還原劑為固態(tài)含碳物料；優(yōu)選的，所述固態(tài)含碳物料是蘭炭、煤、炭黑中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的助熔劑是石灰石、生石灰、碳酸鈉、硫酸鹽中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（1）中的原料混合物中各物料比例為：還原劑添加量為理論添加量的0.8-1.8倍，助熔劑的添加重量為含鐵資源重量的0-20%。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟（3）中的煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐反應(yīng)條件為：干燥區(qū)最低溫度700-1000℃，還原區(qū)最高溫度1200-1400℃，轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間為30min-90min。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明提供的高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)及方法，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題。

（2）本發(fā)明提供的高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)及方法，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐工藝相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐燒嘴不易堵塞，設(shè)備作業(yè)率更高。

（3）本發(fā)明提供的高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)及方法，采用含水球團直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理含鐵資源，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。

（4）本發(fā)明提供的高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)及方法，轉(zhuǎn)底爐采用高溫煙氣來加熱干燥管裝置，使得轉(zhuǎn)底爐爐體內(nèi)部產(chǎn)生的煙氣余熱可以被有效再利用，從而，該系統(tǒng)實現(xiàn)了節(jié)能減排，綠色環(huán)保，降低了成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)的工作流程圖。

其中，1、混料裝置，2、制球裝置，3、煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐，301、進料區(qū)，302、干燥區(qū)，303、還原區(qū)，304、出料區(qū),305、轉(zhuǎn)底爐煙氣出口，4、干燥管裝置，401、干燥管煙氣出口，402、干燥管煙氣入口，5、產(chǎn)品分離裝置。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。

圖1為本發(fā)明高效利用爐體煙氣余熱處理含鐵資源的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：混料裝置1、制球裝置2、煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐3、干燥管裝置4、產(chǎn)品分離裝置5，其中：所述混料裝置包括：含鐵資源入口、還原劑入口、助熔劑入口和混合物料出口，所述混料裝置用于將含鐵資源、還原劑和助熔劑進行混合，得到混合物料；所述制球裝置包括：混合物料入口、水入口和含水球團出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連，用于將混合物料制球，得到含水球團；所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐包括：依次相鄰的進料區(qū)301、干燥區(qū)302、還原區(qū)303、出料區(qū)304，所述轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱方式，所述干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，所述還原區(qū)采用所述燒嘴進行加熱；所述干燥管裝置位于所述干燥區(qū)爐膛內(nèi)部，其具有干燥管煙氣入口402、干燥管煙氣出口401，所述干燥管煙氣入口與所述轉(zhuǎn)底爐煙氣出口305相連，所述干燥管裝置用于將含水球團干燥、預(yù)熱，得到預(yù)熱的干燥球團；所述產(chǎn)品分離裝置包括：還原產(chǎn)品入口、鐵產(chǎn)品出口和尾渣尾礦出口，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連，所述產(chǎn)品分離裝置用于將還原產(chǎn)品進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用含水球團直接入轉(zhuǎn)底爐的流程處理含鐵資源，縮短了預(yù)處理流程，降低了生產(chǎn)成本與設(shè)備投資。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題，設(shè)備作業(yè)率更高，實現(xiàn)了含鐵資源的低溫還原冶煉。轉(zhuǎn)底爐采用高溫煙氣來加熱干燥管裝置，使得轉(zhuǎn)底爐爐體內(nèi)部產(chǎn)生的煙氣余熱可以被有效再利用，從而，該系統(tǒng)實現(xiàn)了節(jié)能減排，綠色環(huán)保，降低了成本。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐，用于將含水球團干燥、還原，得到還原產(chǎn)品，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐包括：依次相鄰的進料區(qū)、干燥區(qū)、還原區(qū)、出料區(qū)。在本發(fā)明的一些實施例中，所述進料區(qū)設(shè)有含水球團入口，所述含水球團入口與所述含水球團出口相連，所述含水球團入口用于將含水球團加入所述轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)進行反應(yīng)；所述還原區(qū)設(shè)有轉(zhuǎn)底爐煙氣出口，用于將所述轉(zhuǎn)底爐的還原區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的高溫煙氣排出去，并且，所述高溫煙氣作為干燥管裝置的熱源進行加熱；所述出料區(qū)設(shè)有還原產(chǎn)品出口，用于將還原產(chǎn)品排出。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐的具體形狀不受具體限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對含鐵資源含水球團進行還原反應(yīng)即可。在本發(fā)明的一些實施例中，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐的水平截面為圓環(huán)形，并且，每個區(qū)所占的圓環(huán)夾角不受具體限制。優(yōu)選的，所述干燥區(qū)圓環(huán)夾角為10°-150°，所述還原區(qū)圓環(huán)夾角為100°-300°，保證良好的還原效果。在本發(fā)明的一些實施例中，所述轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間為30min-90min，該區(qū)間的選取既可保障球團的還原效果，又不會造成能源浪費。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)的加熱方式不受具體的限制，只要能夠完成物料表水脫除、含鐵資源結(jié)晶水的脫除以及物料的預(yù)熱即可。在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥區(qū)采用干燥管裝置的方式進行加熱，進一步的，所述干燥管裝置位于所述干燥區(qū)爐膛內(nèi)部，其具有干燥管煙氣入口、干燥管煙氣出口，所述干燥管裝置用于將含水球團干燥、預(yù)熱，得到預(yù)熱的干燥球團，其中，所述干燥管煙氣入口與所述轉(zhuǎn)底爐煙氣出口相連，用于將所述轉(zhuǎn)底爐煙氣出口排出的高溫煙氣輸送到所述干燥管裝置內(nèi)。在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥管裝置以所述轉(zhuǎn)底爐的還原區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的高溫煙氣作為熱源，加熱所述轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)的物料。其中，作為干燥管裝置熱源的、來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的所述高溫煙氣經(jīng)所述轉(zhuǎn)底爐煙氣出口送入所述干燥管煙氣入口，再由所述干燥管煙氣出口排出。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置加熱的方式避免了入爐初期的燒嘴堵塞問題，可采用含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐的工藝，保障生產(chǎn)順行。同時，與傳統(tǒng)干球入轉(zhuǎn)底爐的工藝相比，本發(fā)明去掉了轉(zhuǎn)底爐爐前的含水球團烘干這一流程，縮短了工藝流程，大大降低了設(shè)備投資；所述轉(zhuǎn)底爐爐體內(nèi)部產(chǎn)生的煙氣余熱可以被有效再利用，從而，該系統(tǒng)實現(xiàn)了綠色環(huán)保，降低了成本。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐的還原區(qū)的加熱方式不受具體的限制，只要能夠加熱原料即可。在本發(fā)明的一些實施例中，所述還原區(qū)采用燒嘴的方式進行加熱，進一步的，所述燒嘴可以安裝在所述還原區(qū)，可以設(shè)置多個燒嘴。在本發(fā)明的一些實施例中，采用燒嘴燃燒產(chǎn)生的熱量通過輻射傳熱的方式來傳遞給球團。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐工藝相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐燒嘴不易堵塞，設(shè)備作業(yè)率更高。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)還包括所述產(chǎn)品分離裝置，用于將還原產(chǎn)品進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。在本發(fā)明的一些實施例中，所述產(chǎn)品分離裝置包括：還原產(chǎn)品入口、鐵產(chǎn)品出口和尾渣尾礦出口，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連，所述產(chǎn)品分離裝置用于將還原產(chǎn)品進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對含鐵資源的有效回收，得到了鐵產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)中的含鐵資源、還原劑和助熔劑的重量配比不受具體的限制。在本發(fā)明的一些實施例中，所述系統(tǒng)中的含鐵資源、還原劑和助熔劑的重量配比為：還原劑添加量為理論添加量的0.8-1.8倍，助熔劑的添加重量為含鐵資源重量的0-20%。因為，若還原劑的添加量過低，會影響含鐵資源的還原熔煉效果；而若還原劑的添加量過高，并不能提高產(chǎn)品的技術(shù)指標，且會造成煤資源浪費，提高生產(chǎn)成本。助熔劑的添加有利于促進含鐵資源的還原，降低礦物的還原溫度，進而降低能耗與成本，所以，助熔劑的使用旨在促進含鐵硅酸鹽礦物分解，并有效降低礦物還原溫度，進而降低能耗，減少成本。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)中的含鐵資源、還原劑和助熔劑的種類不受具體的限制，只要能夠用于進行反應(yīng)即可。在本發(fā)明的一些實施例中，含鐵資源是鐵礦、鋼鐵廠的粉塵、鉻鐵礦、紅土鎳礦、釩鈦磁鐵礦、釩鈦海砂、含鐵冶金渣、赤泥中的一種或幾種；還原劑為固態(tài)含碳物料；助熔劑是石灰石、生石灰、碳酸鈉、硫酸鹽中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述固態(tài)含碳物料是蘭炭、煤、炭黑中的一種或幾種。另外，采用非焦煤做還原劑，用非焦煤代替了資源匱乏的焦炭，不僅節(jié)省了煉焦成本，而且實現(xiàn)了鋼鐵冶煉過程過程中對稀缺能源的替代，最大限度的合理利用自然資源。

在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進行含鐵資源進行處理的方法，其工作流程如圖2所示，包括以下步驟：

（1）將所述含鐵資源、還原劑和助熔劑加入混料裝置進行混合，得到混合物料。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)包括混料裝置，用于將含鐵資源、還原劑和助熔劑進行混料和配料處理，得到混合物料。在本發(fā)明的一些實施例中，所述系統(tǒng)中的含鐵資源、還原劑和助熔劑的重量配比為：還原劑添加量為理論添加量的0.8-1.8倍，助熔劑的添加重量為含鐵資源重量的0-20%。其中，所述含鐵資源是鐵礦、鋼鐵廠的粉塵、鉻鐵礦、紅土鎳礦、釩鈦磁鐵礦、釩鈦海砂、含鐵冶金渣、赤泥中的一種或幾種；所述還原劑為固態(tài)含碳物料；所述助熔劑是石灰石、生石灰、碳酸鈉、硫酸鹽中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述固態(tài)含碳物料是蘭炭、煤、炭黑中的一種或幾種。

（2）將所述混合物料加入制球裝置進行制球，得到含水球團。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)包括制球裝置，用于將混合物料進行制球處理，得到含水球團。與傳統(tǒng)干球入轉(zhuǎn)底爐的工藝相比，本發(fā)明去掉了轉(zhuǎn)底爐爐前的含水球團烘干這一流程，縮短了工藝流程，大大降低了設(shè)備投資。

（3）將所述含水球團布入煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐中進行干燥、還原，得到還原產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)包括煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐，用于將含水球團進行干燥、還原，得到還原產(chǎn)品。在本發(fā)明的一些實施例中，所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐包括：依次相鄰的進料區(qū)、干燥區(qū)、還原區(qū)、出料區(qū)，其中，所述轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱方式，所述干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，作為干燥管裝置熱源的、來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)底爐煙氣出口送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；所述還原區(qū)采用所述燒嘴進行加熱。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐采用分段加熱的方式，解決了燒嘴易堵塞的難題。所述含水球團經(jīng)由所述轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)進入，然后通過干燥區(qū)進行干燥處理后，進去還原區(qū)進行還原反應(yīng)，最后，得到的還原產(chǎn)品經(jīng)由出料區(qū)排出。所述含水球團在所述轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的反應(yīng)條件為：干燥區(qū)最低溫度700-1000℃，進行物料表水脫除、含鐵資源結(jié)晶水的脫除以及物料的預(yù)熱；還原區(qū)最高溫度1200-1400℃，對含鐵資源進行還原處理；所述轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間為30min-90min。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐工藝相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐燒嘴不易堵塞，設(shè)備作業(yè)率更高。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥管裝置以所述轉(zhuǎn)底爐的還原區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的高溫煙氣作為熱源，加熱所述轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)的物料。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐均采用爐墻側(cè)壁燒嘴加熱的方式相比，本發(fā)明的所述煙氣余熱爐體內(nèi)部再利用型轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置加熱的方式避免了入爐初期的燒嘴堵塞問題，可采用含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐的工藝，保障生產(chǎn)順行；所述轉(zhuǎn)底爐爐體內(nèi)部產(chǎn)生的煙氣余熱可以被有效再利用，從而，該系統(tǒng)實現(xiàn)了綠色環(huán)保，降低了成本。

（4）將所述還原產(chǎn)品加入產(chǎn)品分離裝置進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該系統(tǒng)還包括所述產(chǎn)品分離裝置，用于將還原產(chǎn)品進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。在本發(fā)明的一些實施例中，所述產(chǎn)品分離裝置包括：還原產(chǎn)品入口、鐵產(chǎn)品出口和尾渣尾礦出口，所述還原產(chǎn)品入口與所述還原產(chǎn)品出口相連，所述產(chǎn)品分離裝置用于將還原產(chǎn)品進行高溫熔煉或磨礦磁選處理，得到鐵產(chǎn)品和尾渣或尾礦。由此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對含鐵資源的有效回收，得到了鐵產(chǎn)品。

實施例1：

選用TFe20.4％，含Ni1.53％的紅土鎳礦作為原料，先將原料破碎至2mm以下，還原劑為固定碳含量是58%的褐煤，添加量為理論添加量的1.1倍，石灰石的添加量為紅土鎳礦重量的10%進行混合-壓球，含水球團水分為17%，將所壓含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣，轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為100°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為210°；干燥區(qū)入爐最低溫度為800℃，還原區(qū)最高溫度為1250℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間35min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品熱態(tài)送入熔煉爐進行熔煉，熔煉爐由低熱值煤氣提供，熔煉爐內(nèi)溫度1550℃左右，得到鎳品位14%的鎳鐵合金，鎳回收率95%。

實施例2：

選用TFe20.4％，含Ni1.53％的紅土鎳礦作為原料，先將原料破碎至1mm以下，還原劑為固定碳含量是58%的褐煤，添加量為理論添加量的1.2倍，石灰石的添加量為紅土鎳礦重量的10%進行混合-壓球，含水球團水分為17%，將所壓含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣，轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為100°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為210°；干燥區(qū)入爐最低溫度為850℃，還原區(qū)最高溫度為1280℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間40min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品經(jīng)磨礦磁選處理后，得到鎳品位5.2%的鎳鐵粉，鎳回收率84%。

實施例3：

選用TFe含量57.10％，TiO₂ 含量12.94％,V₂O₅含量0.67的釩鈦海砂作為原料，還原劑為固廢經(jīng)熱解后得到的炭黑，其添加量為理論添加量的1.3倍，生石灰的添加量為礦石重量的8%進行制球，含水球團水分為14%，將含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣，轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為50°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為260°；干燥區(qū)入爐最低溫度為900℃，還原區(qū)最高溫度為1350℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間60min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品進行高溫熔煉，熔煉爐內(nèi)溫度1650℃左右，得到鐵品位95.6%的鐵塊，鐵回收率95%。干燥管煙氣出口排出的煙氣經(jīng)余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，之后再對空氣進行預(yù)熱后摻入冷風，再經(jīng)除塵處理后排入大氣。

實施例4

選用TFe含量33.82％的難選貧鐵礦作為原料，還原劑為蘭炭，其添加量為理論添加量的1.0倍，石灰石的添加量為礦石重量的10%進行制球，含水球團水分為14%，將含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣，轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為40°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為270°；干燥區(qū)入爐最低溫度為750℃，還原區(qū)最高溫度為1300℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間50min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品送入電爐進行熔煉，爐內(nèi)溫度1600℃左右，得到鐵品位96.8%的鐵塊，鐵回收率94%。

實施例5：

選用TFe含量33.82％的難選貧鐵礦作為原料，還原劑為蘭炭，其添加量為理論添加量的1.2倍，石灰石的添加量為礦石重量的10%，工業(yè)堿添加量2%進行制球，含水球團水分為14%，將含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣，轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣送入干燥管煙氣入口，再由干燥管煙氣出口排出；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為40°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為270°；干燥區(qū)入爐最低溫度為750℃，還原區(qū)最高溫度為1320℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間50min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品經(jīng)磨礦磁選后得到鐵品位91%的鐵粉，鐵回收率90.2%。

實施例6：

選用來自南非TFe含量20.08％、Cr₂O₃含量51.08%的鉻鐵礦作為原料，還原劑為無煙煤，助熔劑選用石灰石，將上述原料配入水后混合-制球，將含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為30°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為280°；干燥區(qū)入爐最低溫度為900℃，還原區(qū)最高溫度為1400℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間70min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品送入礦熱電爐進行熔煉，得到鉻品位56.31%的鉻鐵塊，鉻回收率94.9%。

實施例7：

選用TFe含量41.38％、S含量1.15%的鎳渣作為原料，還原劑選為無煙煤，助熔劑選用石灰石和碳酸鈉，將上述原料混合-制球，再將含水15%的含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為60°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為250°；干燥區(qū)入爐最低溫度為800℃，還原區(qū)最高溫度為1310℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間45min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品送入礦熱電爐進行熔煉，得到鐵品位93.85%的鐵塊，鉻回收率95.21%。

實施例8：

選用TFe含量41.38％、S含量1.15%的鎳渣作為原料，還原劑選為無煙煤，助熔劑選用石灰石和碳酸鈉，將上述原料混合-制球，再將含水15%的含水球團直接布入轉(zhuǎn)底爐進行干燥-還原處理，轉(zhuǎn)底爐的干燥區(qū)采用干燥管裝置進行加熱，干燥管裝置的熱源來自于轉(zhuǎn)底爐煙道排出的高溫煙氣；還原區(qū)采用燒嘴加熱；干燥區(qū)的圓環(huán)夾角為60°，還原區(qū)的圓環(huán)夾角為250°；干燥區(qū)入爐最低溫度為900℃，還原區(qū)最高溫度為1330℃；轉(zhuǎn)底爐旋轉(zhuǎn)一周時間45min，轉(zhuǎn)底爐出料得到的還原產(chǎn)品進行磨礦磁選處理后，得到鐵品位92%的鐵粉，鐵回收率91.8%。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、 或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個 或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。