本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域,具體涉及一中煉鐵提錫系統(tǒng),特別涉及一種高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫系統(tǒng)。
背景技術(shù):
我國鐵礦資源總量大,但較多的以難選礦和多組分共生礦為主,合格鐵礦石產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)需求,優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源需要進(jìn)口,導(dǎo)致我國鋼鐵行業(yè)對外依存度逐年上升。為解決此問題,需要根據(jù)我國實(shí)情,通過新技術(shù)的利用以提高我國對復(fù)雜鐵礦資源的綜合利用率。
錫鐵礦是一種典型的復(fù)雜難處理鐵礦,儲量豐富,集中分布于湖南、內(nèi)蒙古和云南等地區(qū),一般含鐵30%~50%,錫0.13%~0.5%,即使精選以后的含錫鐵礦依然不能滿足高爐冶煉的標(biāo)準(zhǔn)。
還原揮發(fā)法是指控制一定溫度和還原氣氛(焙燒溫度850~1100℃,co體積濃度40%~50%)將錫鐵礦中含錫物相定向還原成sno,利用sno與鐵氧化物蒸汽壓的差別實(shí)現(xiàn)錫鐵分離,例如在溫度為1100℃、co含量40%及焙燒時間大于30min時,錫揮發(fā)脫除率高達(dá)98%。還原揮發(fā)法是實(shí)現(xiàn)錫鐵分離的有效方法。
硫化法與還原法類似,利用sns飽和蒸汽壓與物料中其他組分硫化物區(qū)別較大的特點(diǎn),通過添加硫化劑使錫鐵礦中錫物相硫化成sns進(jìn)行錫的揮發(fā)脫除。
我國煤炭資源中高硫煤賦存量約占總量的30%以上,對其利用前須進(jìn)行脫硫預(yù)處理,但是高效脫硫成本較高,經(jīng)濟(jì)脫硫預(yù)處理只能脫除其中無機(jī)硫,對含有機(jī)硫高的煤的硫脫除效果不顯著。目前,現(xiàn)有技術(shù)中雖然存在一些提錫的方法,但仍存在以下主要問題:采用硫化劑球團(tuán)與錫鐵礦混合的方式,造成錫鐵礦與硫化劑混合不充分;同時涉及的硫化劑中各成分多樣,制備成本高;焙燒全過程需要氮?dú)獗Wo(hù),設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高。
因此,如何設(shè)計(jì)一種能夠同時實(shí)現(xiàn)煉鐵提錫、制備成本低的高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫系統(tǒng),采用高硫煤與錫鐵礦混合轉(zhuǎn)底爐冶煉的方法,可同時得到金屬錫和海綿鐵,為高硫煤和錫鐵礦尋找到的新的利用方法,本發(fā)明結(jié)合蓄熱式轉(zhuǎn)底爐煉鐵工藝特點(diǎn),提出高硫煤同時為還原劑和硫化劑對錫鐵精礦進(jìn)行冶煉,充分利用其中有機(jī)硫和無機(jī)硫礦相實(shí)現(xiàn)錫的高效硫化脫除,并通過煙氣收塵對錫資源進(jìn)行回收,提錫效果顯著。
為解決上述問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫系統(tǒng),其特征在于,包括:破碎篩分裝置、混合器、轉(zhuǎn)底爐、旋風(fēng)除塵器和海綿鐵處理裝置,其中,
所述混合器的入料口與所述破碎篩分裝置連接,用于將破碎篩分后的高硫煤與添加劑的混合物以及錫鐵礦進(jìn)行混合;
所述轉(zhuǎn)底爐的入料口與所述混合器的出料口連接,將所述高硫煤與錫鐵礦在還原氣氛中進(jìn)行混合冶煉;
所述旋風(fēng)除塵器與所述轉(zhuǎn)底爐的出塵口連接,用于收集隨煙氣進(jìn)入的錫及錫的硫化物;
所述海綿鐵處理裝置與所述轉(zhuǎn)底爐出料口連接。
進(jìn)一步的,所述破碎篩分裝置為兩個,第一破碎篩分裝置用于將高硫煤與添加劑進(jìn)行磨碎混合,第一破碎篩分裝置用于將錫鐵礦進(jìn)行破碎篩分,所述兩個破碎篩分裝置的出料口分別與混合器入料口連接。
進(jìn)一步的,所述海綿鐵處理裝置包括順序連接的水冷機(jī)組、細(xì)磨磁選裝置和烘干裝置,所述水冷機(jī)組設(shè)置在轉(zhuǎn)底爐出料口下方;所述旋風(fēng)除塵器的出氣口與所述烘干裝置連接,使得所述旋風(fēng)除塵器排出的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩磥砗娓珊>d鐵。
進(jìn)一步的,還包括煉鐵爐,所述烘干裝置與煉鐵爐連接,烘干后的鐵塊送至煉鐵設(shè)備中冶煉。
進(jìn)一步的,將所述高硫煤與添加劑破碎篩分后混合物與破碎篩分后的所述錫鐵礦混合形成直徑8-10mm的小球。
進(jìn)一步的,所述小球內(nèi)的硫元素與錫元素的質(zhì)量比在10:1~15:1之間。
進(jìn)一步的,所述轉(zhuǎn)底爐的還原氣為氣化煤氣,并通過控制輸入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的空氣,使過量空氣系數(shù)小于0.5。
進(jìn)一步的,所述轉(zhuǎn)底爐冶煉過程時間為80~100min,爐內(nèi)溫度在950~1050℃之間。
同時,本發(fā)明提供了一種高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置進(jìn)行煉鐵提錫的方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)將高硫煤與添加劑進(jìn)行破碎篩分,同時將錫鐵礦進(jìn)行破碎篩分,經(jīng)過充分?jǐn)嚢杌旌虾笏椭赁D(zhuǎn)底爐中;
(2)保持轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原氣氛,進(jìn)行冶煉;
(3)經(jīng)過冶煉后,含錫及錫的硫化物隨煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵裝置進(jìn)行收集;從轉(zhuǎn)底爐出來的海綿鐵經(jīng)過細(xì)磨、磁選后送至烘干箱內(nèi)烘干;
(4)烘干后的鐵塊送至煉鐵設(shè)備中冶煉。
進(jìn)一步的,所述步驟1具體為:分別將高硫煤和錫鐵礦破碎、篩分后攪拌混合,通過添加粘結(jié)劑后將混合物制成小球,小球直徑為8-10mm,硫元素與錫元素的質(zhì)量比在10:1~15:1之間,然后將小球干燥后送至轉(zhuǎn)底爐內(nèi)冶煉;
所述步驟2具體為:冶煉過程中所用的還原氣為氣化煤氣,通過控制輸入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的空氣,使過量空氣系數(shù)小于0.5,保證轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原氣氛,整個冶煉過程時間控制在80~100min之間;
所述步驟3中,烘干所用的熱源來自于旋風(fēng)除塵器的高溫?zé)煔狻?/p>
本發(fā)明的有益效果在于:
(1)充分利用轉(zhuǎn)底爐缺氧冶煉的方法,實(shí)現(xiàn)海綿鐵與含錫金屬的回收。
(2)結(jié)合蓄熱式轉(zhuǎn)底爐煉鐵工藝特點(diǎn),提出高硫煤同時為還原劑和硫化劑對錫鐵精礦進(jìn)行冶煉,充分利用其中有機(jī)硫和無機(jī)硫礦相實(shí)現(xiàn)錫的高效硫化脫除,并通過煙氣收塵對錫資源進(jìn)行回收,提錫效果顯著。
(3)以垃圾熱解油為轉(zhuǎn)底爐燃料,為低品位熱解油尋找到了新的出路,本發(fā)明可以有效利用垃圾熱解油,同時還為垃圾熱解的燃料找到了替代品,降低了設(shè)備投資。
附圖說明
圖1為本發(fā)明高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置流程圖。
其中,a、高硫煤b、添加劑c、錫鐵礦d、垃圾熱解油e、海綿鐵f、含錫粉塵g、空氣。
具體實(shí)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(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明所述的一種高硫煤與錫鐵礦工熱解煉鐵提錫工藝,該工藝在轉(zhuǎn)底爐的基礎(chǔ)上,聯(lián)合高硫煤與錫鐵礦進(jìn)行煉鐵和金屬錫、錫的化合物的提取。其中,高硫煤對錫鐵礦進(jìn)行熱解時,將含錫化合物轉(zhuǎn)變?yōu)閟ns實(shí)現(xiàn)錫的揮發(fā)脫除。熱解過程中,有氧條件下,高硫煤中固定碳發(fā)生布多爾反應(yīng),所產(chǎn)生co起主要還原作用。co作用下,sno2被還原為sn和sno,鐵物相則按照fe2o3→fe3o4→feo→fe方式被逐級還原。與此同時,高硫煤氣化所釋放不同形態(tài)的硫?qū)n和sno起硫化作用。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,本發(fā)明提供了高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置,圖1為本發(fā)明高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置流程圖,如圖1所示,包括:破碎篩分裝置、混合器、轉(zhuǎn)底爐、旋風(fēng)除塵器和海綿鐵處理裝置,其中,所述混合器的入料口與所述破碎篩分裝置連接,用于將破碎篩分后的高硫煤與添加劑的混合物以及錫鐵礦進(jìn)行混合;所述轉(zhuǎn)底爐的入料口與所述混合器的出料口連接,將所述高硫煤與錫鐵礦在還原氣氛中進(jìn)行混合冶煉;所述旋風(fēng)除塵器與所述轉(zhuǎn)底爐的出塵口連接,用于收集隨煙氣進(jìn)入的錫及錫的硫化物;所述海綿鐵處理裝置與所述轉(zhuǎn)底爐出料口連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明提供一種高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置的煉鐵提錫的方法,包括以下步驟:
(1)將高硫煤與添加劑進(jìn)行破碎篩分,同時將錫鐵礦進(jìn)行破碎篩分,經(jīng)過充分?jǐn)嚢杌旌虾笏椭赁D(zhuǎn)底爐中;
(2)保持轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原氣氛,進(jìn)行冶煉;
(3)經(jīng)過冶煉后,含錫及錫的硫化物隨煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵裝置進(jìn)行收集;從轉(zhuǎn)底爐出來的海綿鐵經(jīng)過細(xì)磨、磁選后送至烘干箱內(nèi)烘干;
(4)烘干后的鐵塊送至煉鐵設(shè)備中冶煉。
由此,本發(fā)明的高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置采用高硫煤與錫鐵礦混合轉(zhuǎn)底爐冶煉的方法,可同時得到金屬錫和海綿鐵,為高硫煤和錫鐵礦尋找到的新的利用方法,本發(fā)明結(jié)合蓄熱式轉(zhuǎn)底爐煉鐵工藝特點(diǎn),提出高硫煤同時為還原劑和硫化劑對錫鐵精礦進(jìn)行冶煉,充分利用其中有機(jī)硫和無機(jī)硫礦相實(shí)現(xiàn)錫的高效硫化脫除,并通過煙氣收塵對錫資源進(jìn)行回收,提錫效果顯著。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述破碎篩分裝置為兩個,第一破碎篩分裝置用于將高硫煤與添加劑進(jìn)行磨碎混合,第一破碎篩分裝置用于將錫鐵礦進(jìn)行破碎篩分,所述兩個破碎篩分裝置的出料口分別與混合器入料口連接。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述海綿鐵處理裝置與所述轉(zhuǎn)底爐出料口連接,用于處理從轉(zhuǎn)底爐排出的熱的海綿鐵,海綿鐵處理裝置的具體結(jié)構(gòu)無特別限制,在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中,所述海綿鐵處理裝置包括水冷機(jī)組、細(xì)磨磁選裝置、烘干裝置,所述旋風(fēng)除塵器的出氣口與所述烘干裝置連接,所述旋風(fēng)除塵器的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩磳⒑>d鐵烘干,充分利用了旋風(fēng)除塵器內(nèi)高溫?zé)煔獾臒崮堋?/p>
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述水冷機(jī)組設(shè)置在轉(zhuǎn)底爐出料口下方,所述水冷機(jī)組、細(xì)磨磁選裝置、烘干裝置依次連接,待處理的海綿鐵依次在海綿鐵處理系統(tǒng)經(jīng)過水冷,細(xì)磨磁選,烘干處理。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,還包括煉鐵爐,所述烘干裝置與煉鐵爐連接,烘干后的鐵塊送至煉鐵設(shè)備中冶煉。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,兩個破碎篩分裝置內(nèi)形成的小球的大小并無特別限制,優(yōu)選的,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述高硫煤與添加劑破碎混合形成直徑10mm的小球。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述混合器內(nèi)硫元素與錫元素質(zhì)量在10:1~15:1。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述轉(zhuǎn)底爐的還原氣為氣化煤氣,并通過控制輸入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的空氣,使過量空氣系數(shù)小于0.5,轉(zhuǎn)底爐采用垃圾熱解油氣作為加熱的原料,降低了成本。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述轉(zhuǎn)底爐冶煉過程時間控制在80~100min。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述方法的具體步驟為:
所述步驟1具體為:分別將高硫煤和錫鐵礦破碎、篩分后攪拌混合,通過添加粘結(jié)劑后將混合物制成小球,小球直徑為8-10mm,硫元素與錫元素的質(zhì)量比在10:1~15:1之間,然后將小球干燥后送至轉(zhuǎn)底爐內(nèi)冶煉;
所述步驟2具體為:冶煉過程中所用的還原氣為氣化煤氣,通過控制輸入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的空氣,使過量空氣系數(shù)小于0.5,保證轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原氣氛,整個冶煉過程時間控制在80~100min之間;
所述步驟3中,烘干所用的熱源來自于旋風(fēng)除塵器的高溫?zé)煔狻?/p>
實(shí)施例一
高硫煤a和錫鐵礦c分別經(jīng)過破碎、篩分后攪拌混合,通過添加粘土或膨潤土等粘結(jié)劑b后將混合物制成小球。過程中控制小球直徑8~10mm,硫元素與錫元素質(zhì)量在10:1~15:1之間,然后將小球干燥后送至轉(zhuǎn)底爐內(nèi)冶煉。每次輸送至轉(zhuǎn)底爐的量可根據(jù)轉(zhuǎn)底爐的設(shè)計(jì)運(yùn)行負(fù)荷確定。
冶煉過程中所用的還原氣為氣化煤氣,通過控制輸入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的空氣g,使過量空氣系數(shù)小于0.5,今而保證轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原氣氛。整個冶煉過程時間控制在80~100min之間,同時控制爐內(nèi)溫度在950~1050℃之間。
高硫煤對錫鐵礦進(jìn)行熱解時,將含錫化合物轉(zhuǎn)變?yōu)閟ns實(shí)現(xiàn)錫的揮發(fā)脫除。熱解過程中,有氧條件下,高硫煤中固定碳發(fā)生布多爾反應(yīng),所產(chǎn)生co起主要還原作用。co作用下,sno2被還原為sn和sno,鐵物相則按照fe2o3→fe3o4→feo→fe方式被逐級還原。與此同時,高硫煤氣化所釋放不同形態(tài)的硫?qū)n和sno起硫化作用。
經(jīng)過冶煉后,含錫及錫的硫化物f隨煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵裝置進(jìn)行收集。從轉(zhuǎn)底爐出來的含鐵產(chǎn)物經(jīng)過細(xì)磨、磁選后送至烘干箱內(nèi)烘干,烘干所用的熱源來自于旋風(fēng)除塵器的高溫?zé)煔猓娓珊蟮蔫F塊送至煉鋼設(shè)備中冶煉。
以上對本發(fā)明所提供的一種高硫煤與錫鐵礦熱解煉鐵提錫裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了實(shí)施例對本申請的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想;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(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本申請的限制。