權(quán)利要求

1.一種鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括進(jìn)料倉(cāng)、干燥器、旋風(fēng)預(yù)熱器、流態(tài)化焙燒爐、流態(tài)化冷卻床、出料倉(cāng);

所述干燥器包括文丘里氣流干燥器(2)、干燥旋風(fēng)分離器(3)和布袋收塵器(4)，所述旋風(fēng)預(yù)熱器包括預(yù)熱燃燒器(9)和多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng);所述流態(tài)化焙燒爐包括焙燒爐本體(7)和焙燒旋風(fēng)分離器(8);所述流態(tài)化冷卻床包括冷卻床本體(10)和冷卻旋風(fēng)分離器(11);其中，

所述進(jìn)料倉(cāng)(1)的出料口與文丘里氣流干燥器(2)的進(jìn)料口連接，所述文丘里氣流干燥器(2)的頂部出氣口與干燥旋風(fēng)分離器(3)的進(jìn)氣口連接，所述干燥旋風(fēng)分離器(3)的頂部出氣口與布袋收塵器(4)的進(jìn)氣口連接，所述干燥旋風(fēng)分離器(3)的下部出料口和布袋收塵器(4)的下部返料口均與最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口連接，所述文丘里氣流干燥器(2)的底部進(jìn)氣口分別與空氣管路和最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的頂部出氣口連接;

多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)中的最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口與預(yù)熱燃燒器(9)的出氣口連接，所述預(yù)熱燃燒器(9)的進(jìn)氣口分別與燃料管路和焙燒旋風(fēng)分離器(8)的頂部出氣口連接，所述最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的下部出料口與焙燒爐本體(7)的進(jìn)料口連接;

所述焙燒爐本體(7)的頂部出氣口與焙燒旋風(fēng)分離器(8)的進(jìn)氣口連接，所述焙燒旋風(fēng)分離器(8)的底部出料口與焙燒爐本體(7)的返料口連接，所述焙燒爐本體(7)的底部進(jìn)氣口與冷卻旋風(fēng)分離器(11)的頂部出氣口連接，所述焙燒爐本體(7)的出料口與冷卻床本體(10)的進(jìn)料口連接;

所述冷卻床本體(10)的頂部出氣口與冷卻旋風(fēng)分離器(11)的進(jìn)氣口連接，所述冷卻旋風(fēng)分離器(8)的底部出料口和冷卻床本體(10)的出料口與出料倉(cāng)(11)的進(jìn)料口連接，所述冷卻床本體(10)的底部進(jìn)氣口與空氣管路連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)，其特征在于：所述旋風(fēng)預(yù)熱器包括多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)，各級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)順序串聯(lián)連接;

當(dāng)級(jí)數(shù)為兩級(jí)時(shí)，一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)(5)的下部出料口與二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)(6)的進(jìn)氣口連接，二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)(6)的頂部出氣口與一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)(5)的進(jìn)氣口連接;

當(dāng)級(jí)數(shù)為兩級(jí)以上時(shí)，高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的下部出料口與低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口連接，低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的頂部出氣口與高一級(jí)的預(yù)熱旋風(fēng)器的進(jìn)氣口連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)，其特征在于：所述焙燒旋風(fēng)分離器(8)的底部出料口和焙燒爐本體(7)的出料口的位置位于不同側(cè)，焙燒爐本體(7)為湍動(dòng)流化床。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻床本體(10)為鼓泡或湍動(dòng)流化床。

5.一種利用權(quán)利要求1-4任一所述的系統(tǒng)進(jìn)行鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒的方法，包括：

儲(chǔ)存在進(jìn)料倉(cāng)的鈦鐵礦礦粉進(jìn)入文丘里氣流干燥器內(nèi)被熱煙氣脫水干燥，隨后經(jīng)干燥旋風(fēng)分離器氣固分離，氣固分離后的干燥礦粉和經(jīng)布袋收塵器收集的干燥礦粉一同進(jìn)入旋風(fēng)預(yù)熱器，在多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)內(nèi)礦粉與焙燒爐熱尾氣燃燒后的熱煙氣進(jìn)行氣固逆流換熱升溫，升溫后的熱礦粉進(jìn)入焙燒爐本體與熱空氣進(jìn)行鈦鐵礦的高溫快速氧化磁化焙燒反應(yīng)，被氣流夾帶的熱焙燒礦粉經(jīng)焙燒旋風(fēng)分離器氣固分離后返回焙燒爐本體，熱焙燒礦粉由焙燒爐本體出料口進(jìn)入冷卻床本體，在流態(tài)化冷卻床內(nèi)熱焙燒礦粉與室溫空氣進(jìn)行氣固逆流換熱降溫并發(fā)生低溫氧化，最后進(jìn)入出料倉(cāng)存放，被氣流夾帶的冷卻焙燒礦粉經(jīng)冷卻旋風(fēng)分離器氣固分離后，直接進(jìn)入出料倉(cāng)存放;

室溫空氣由冷卻床本體底部進(jìn)入與熱焙燒礦粉在冷卻床本體內(nèi)進(jìn)行氣固換熱降溫并發(fā)生低溫氧化，換熱后的空氣經(jīng)冷卻旋風(fēng)分離器頂部出氣口排出進(jìn)入焙燒爐本體與鈦鐵礦粉進(jìn)行高溫快速氧化磁化焙燒，反應(yīng)后的熱尾氣經(jīng)焙燒旋風(fēng)分離器氣固分離后進(jìn)入預(yù)熱燃燒器，與燃料燃燒升溫后進(jìn)入旋風(fēng)預(yù)熱器與干燥礦粉進(jìn)行氣固逆流換熱，換熱后的尾氣與室溫空氣混合后通過(guò)文丘里氣流干燥器干燥濕鈦鐵礦粉，再依次經(jīng)過(guò)干燥旋風(fēng)分離器和布袋收塵器分離凈化后排放。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述鈦鐵礦粉的粒度范圍在0.005-9mm，TiO2含量范圍為10-47wt%，含水量小于15 wt %，鈦、鐵元素主要以鈦鐵礦相FeTiO3存在。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：流態(tài)化焙燒爐溫度為800-1100℃，高溫氧化焙燒時(shí)間為0.5-30分鐘，流態(tài)化冷卻床溫度不高于800℃，冷卻時(shí)間為1-30分鐘。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：鈦鐵礦粉經(jīng)流態(tài)化焙燒爐高溫快速氧化焙燒及流態(tài)化冷卻床低溫補(bǔ)充氧化后，原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化比例范圍在10-90%。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焙燒方法，其特征在于：所述燃料為燃油、煤、燃?xì)?、煤氣的一種或者至少兩種。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述干燥旋風(fēng)分離器(3)出氣口的溫度不低于100℃，所述焙燒礦粉進(jìn)入出料倉(cāng)的最終冷卻溫度低于100℃，所述進(jìn)入冷卻床本體的空氣溫度不高于100℃。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于礦物加工和冶金聯(lián)合工藝領(lǐng)域，用于鈦鐵共生金屬元素產(chǎn)品生產(chǎn)的鈦鐵礦原材料礦物預(yù)處理提質(zhì)，特別涉及采用焙燒工藝對(duì)礦石的預(yù)處理提質(zhì)，具體涉及一種鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

[0002]中國(guó)專利申請(qǐng)CN 106861892A公開了一種含有鉻鐵礦和鈦鐵礦礦石的分選裝置方案，裝置中包含了焙燒爐、旋風(fēng)、流化床冷卻器等焙燒系統(tǒng)布置，但其熱態(tài)鈦鐵礦焙燒礦的降溫通過(guò)換熱組件以熱水形式送出焙燒系統(tǒng)，這部分熱量未能在焙燒系統(tǒng)內(nèi)利用，系統(tǒng)能耗還可進(jìn)一步降低。同時(shí)該專利氧化焙燒時(shí)間為30-180秒，鈦鐵礦(FeTiO3)向鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體[xFeTiO3·(1-x)Fe2O3]的氧化轉(zhuǎn)變并非一個(gè)非?？焖俚姆磻?yīng)過(guò)程，并且鈦鐵礦高于800℃氧化易生成弱磁性Fe2TiO5(Fe2O3·TiO2)物相降低含鈦物相磁性，進(jìn)而降低后續(xù)磁選磁性含鈦物相產(chǎn)品收率，因此也需要一個(gè)工藝操作范圍更寬、適應(yīng)性更強(qiáng)的流態(tài)化焙燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)保證鈦鐵礦里FeTiO3中二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的充分及適宜比例轉(zhuǎn)化。

[0003]因此，本領(lǐng)域需要一種基于流化床反應(yīng)器原理優(yōu)勢(shì)，針對(duì)鈦鐵礦氧化焙燒反應(yīng)特性的高效低耗鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)及方法，通過(guò)高溫快速和低溫冷卻流態(tài)化氧化磁化焙燒，實(shí)現(xiàn)低品位鈦鐵礦高效氧化調(diào)控，并優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)能量遷移利用，以最終達(dá)到低品位鈦鐵礦資源的高效低耗綜合利用。

[0005]本發(fā)明提供了一種鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)，包括進(jìn)料倉(cāng)、干燥器、旋風(fēng)預(yù)熱器、流態(tài)化焙燒爐、流態(tài)化冷卻床、出料倉(cāng);

所述干燥器包括文丘里氣流干燥器2、干燥旋風(fēng)分離器3和布袋收塵器4，所述旋風(fēng)預(yù)熱器包括多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)和預(yù)熱燃燒器9;所述流態(tài)化焙燒爐包括焙燒爐本體7和焙燒旋風(fēng)分離器8;所述流態(tài)化冷卻床包括冷卻床本體10和冷卻旋風(fēng)分離器11;其中，

所述進(jìn)料倉(cāng)1的出料口與文丘里氣流干燥器2的進(jìn)料口連接，所述文丘里氣流干燥器2的頂部出氣口與干燥旋風(fēng)分離器3的進(jìn)氣口連接，所述干燥旋風(fēng)分離器3的頂部出氣口與布袋收塵器4的進(jìn)氣口連接，所述干燥旋風(fēng)分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口均與最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口連接，所述文丘里氣流干燥器2的底部進(jìn)氣口分別與空氣管路和最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的頂部出氣口連接;

最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口同時(shí)與干燥旋風(fēng)分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口連接，最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的頂部出氣口與文丘里氣流干燥器2的底部進(jìn)氣口連接，多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)中的最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口與預(yù)熱燃燒器9的出氣口連接，所述預(yù)熱燃燒器9的進(jìn)氣口分別與燃料管路和焙燒旋風(fēng)分離器8的頂部出氣口連接，所述最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的下部出料口與焙燒爐本體7的進(jìn)料口連接;

所述焙燒爐本體7的進(jìn)料口與最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的下部出料口連接，所述焙燒爐本體7的頂部出氣口與焙燒旋風(fēng)分離器8的進(jìn)氣口連接，所述焙燒旋風(fēng)分離器8的頂部出氣口與預(yù)熱燃燒器12的進(jìn)氣口連接，所述焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口與焙燒爐本體7的返料口連接，所述焙燒爐本體7的底部進(jìn)氣口與冷卻旋風(fēng)分離器11的頂部出氣口連接，所述焙燒爐本體7的出料口與冷卻床本體10的進(jìn)料口連接;

所述冷卻床本體10的進(jìn)料口與焙燒爐本體7的出料口連接，所述冷卻床本體10的頂部出氣口與冷卻旋風(fēng)分離器11的進(jìn)氣口連接，所述冷卻旋風(fēng)分離器11的頂部出氣口與焙燒爐本體7的進(jìn)氣口連接，所述冷卻旋風(fēng)分離器8的底部出料口和冷卻床本體10的出料口與出料倉(cāng)11的進(jìn)料口連接，所述冷卻床本體10的底部進(jìn)氣口與空氣管路連接。

[0006]優(yōu)選的，所述旋風(fēng)預(yù)熱器包括多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)，各級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)順序串聯(lián)連接;

多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)中，當(dāng)級(jí)數(shù)為兩級(jí)時(shí)，一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的下部出料口與二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)6的進(jìn)氣口連接，二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)6的頂部出氣口與一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的進(jìn)氣口連接。

[0007]當(dāng)級(jí)數(shù)為兩級(jí)以上時(shí)，最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口同時(shí)與干燥旋風(fēng)分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口連接;

最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的頂部出氣口與文丘里氣流干燥器2的底部進(jìn)氣口連接;

最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口與預(yù)熱燃燒器9的出氣口連接;

最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的下部出料口與焙燒爐本體7的進(jìn)料口連接;

高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的下部出料口與低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的進(jìn)氣口連接，低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的頂部出氣口與高一級(jí)的預(yù)熱旋風(fēng)器的進(jìn)氣口連接。

[0008]需要說(shuō)明的是，在多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)中，當(dāng)為兩級(jí)時(shí)，最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)為一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)，最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)為二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng);當(dāng)為兩級(jí)以上時(shí)，最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)為一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)，比如一級(jí)相對(duì)于二級(jí)為高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)，二級(jí)相對(duì)于一級(jí)為低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)。進(jìn)一步解釋為，多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)中的級(jí)數(shù)高低一般是指預(yù)熱旋風(fēng)所設(shè)置的位置的高低，比如，一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的設(shè)置位置高于二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)的設(shè)置位置，最高一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)為在多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)中位置最高的預(yù)熱旋風(fēng)，最低一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)為設(shè)置位置最低的預(yù)熱旋風(fēng)。

[0009]優(yōu)選的，所述焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口和焙燒爐本體7的出料口的位置位于不同側(cè)，焙燒爐為湍動(dòng)流化床。

[0010]優(yōu)選的，所述冷卻床本體10為鼓泡或湍動(dòng)流化床。

[0011]本發(fā)明還提供了基于上述系統(tǒng)的一種鈦鐵礦高溫快速流態(tài)化磁化焙燒方法，所述方法包括：

儲(chǔ)存在進(jìn)料倉(cāng)的鈦鐵礦礦粉進(jìn)入文丘里氣流干燥器內(nèi)被熱煙氣脫水干燥，隨后經(jīng)干燥旋風(fēng)分離器氣固分離，氣固分離后的干燥礦粉和經(jīng)布袋收塵器收集的干燥礦粉一同進(jìn)入旋風(fēng)預(yù)熱器，在多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)內(nèi)礦粉與焙燒爐熱尾氣燃燒后的熱煙氣進(jìn)行氣固逆流換熱升溫，升溫后的熱礦粉進(jìn)入焙燒爐本體與熱空氣進(jìn)行鈦鐵礦的高溫快速氧化磁化焙燒反應(yīng)，被氣流夾帶的熱焙燒礦粉經(jīng)焙燒旋風(fēng)分離器氣固分離后返回焙燒爐本體，熱焙燒礦粉由焙燒爐本體出料口進(jìn)入冷卻床本體，在冷卻流化床內(nèi)熱焙燒礦粉與室溫空氣進(jìn)行氣固逆流換熱降溫并發(fā)生低溫氧化，最后進(jìn)入出料倉(cāng)存放，被氣流夾帶的冷卻焙燒礦粉經(jīng)冷卻旋風(fēng)分離器氣固分離后，直接進(jìn)入出料倉(cāng)存放;

室溫空氣由冷卻床本體底部進(jìn)入與熱焙燒礦粉在冷卻床本體內(nèi)進(jìn)行氣固換熱降溫并發(fā)生低溫氧化，換熱后的空氣經(jīng)冷卻旋風(fēng)分離器頂部出氣口排出進(jìn)入焙燒爐本體與鈦鐵礦粉進(jìn)行高溫快速氧化磁化焙燒，反應(yīng)后的熱尾氣經(jīng)焙燒旋風(fēng)分離器氣固分離后進(jìn)入預(yù)熱燃燒器，與燃料燃燒升溫后進(jìn)入旋風(fēng)預(yù)熱器與干燥礦粉進(jìn)行氣固逆流換熱，換熱后的尾氣與室溫空氣混合后通過(guò)文丘里氣流干燥器干燥濕鈦鐵礦粉，再依次經(jīng)過(guò)干燥旋風(fēng)分離器和布袋收塵器分離凈化后排放。

[0012]優(yōu)選的，鈦鐵礦粉的粒度范圍在0.005-9mm，TiO2含量范圍為10-47 wt %，含水量小于15 wt %，鈦、鐵元素主要以鈦鐵礦相FeTiO3存在。

[0013]優(yōu)選的，流態(tài)化焙燒爐溫度為800-1100℃，比如800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃以及上述任兩項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的范圍;高溫氧化焙燒時(shí)間為0.5-30分鐘，比如0.5分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘以及上述任兩項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的范圍;流態(tài)化冷卻爐溫度不高于800℃，冷卻時(shí)間為1-30分鐘，比如1分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘以及上述任兩項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的范圍。

[0014]優(yōu)選的，鈦鐵礦粉經(jīng)流態(tài)化焙燒爐高溫快速氧化焙燒及流態(tài)化冷卻床低溫補(bǔ)充氧化后，原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化比例范圍在10-90%，比如10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%以及上述任兩項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的范圍，此處的“%”無(wú)單位。

[0015]優(yōu)選的，燃料為具有燃燒熱值的燃油、煤、燃?xì)?、煤氣的一種或者至少兩種。

[0016]優(yōu)選的，干燥旋風(fēng)分離器3出氣口的溫度不低于100℃，焙燒礦粉進(jìn)入出料倉(cāng)的最終冷卻溫度低于100℃，進(jìn)入冷卻床本體的空氣溫度不高于100℃。

[0017]與現(xiàn)有鈦鐵礦氧化磁化焙燒系統(tǒng)及方法相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)為：

(1)在800-1100℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行高溫快速氧化磁化焙燒，并設(shè)置空氣冷卻流化床，在冷卻同時(shí)利用焙燒礦高溫余熱低溫補(bǔ)充氧化，調(diào)控氧化度，既利用了高溫氧化快速反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)，減少總體氧化焙燒時(shí)間，又避免了鈦鐵礦高于800℃長(zhǎng)時(shí)間氧化易生成弱磁性Fe2TiO5(Fe2O3·TiO2)物相降低含鈦物相磁性，進(jìn)而降低后續(xù)磁選磁性含鈦物相產(chǎn)品收率的問(wèn)題;

(2)采用非快速輸送床形式的反應(yīng)停留時(shí)間可調(diào)控湍動(dòng)流化床及焙燒爐氧化尾氣旋風(fēng)分離返料，保證了粗粒徑顆粒鈦鐵礦慢氧化反應(yīng)和易流化氣體快速帶出細(xì)粒徑鈦鐵礦顆粒的充足爐內(nèi)停留時(shí)間，磁性物相轉(zhuǎn)化率高、來(lái)料適應(yīng)性強(qiáng);

(3)采用流態(tài)化冷卻床空氣冷卻熱焙燒礦預(yù)熱氧化原料氣、焙燒爐熱氧化尾氣燃燒利用預(yù)熱冷礦，以及布置文丘里氣流干燥器和室溫空氣混風(fēng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)能量的冷卻-預(yù)熱-干燥遷移利用，并可通過(guò)調(diào)節(jié)燃料補(bǔ)充和室溫空氣混風(fēng)實(shí)現(xiàn)良好的熱量-溫度平衡調(diào)控，優(yōu)化降低能耗。

附圖說(shuō)明

[0018]圖1為本發(fā)明的鈦鐵礦高溫流態(tài)化磁化焙燒的系統(tǒng)配置示意圖。

[0019]附圖標(biāo)記：

1、進(jìn)料倉(cāng);2、文丘里氣流干燥器;3、干燥旋風(fēng)分離器;4、布袋收塵器;5、一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng);6、二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng);7、焙燒爐本體;8、焙燒旋風(fēng)分離器;9、預(yù)熱燃燒器;10、冷卻床本體;11、冷卻旋風(fēng)分離器;12、出料倉(cāng)。

具體實(shí)施方式

[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

[0021]實(shí)施例1

[0022]如圖1所示，一種鈦鐵礦高溫流態(tài)化磁化焙燒系統(tǒng)，包括進(jìn)料倉(cāng)、干燥器、旋風(fēng)預(yù)熱器、流態(tài)化焙燒爐、流態(tài)化冷卻床、出料倉(cāng);

干燥器包括文丘里氣流干燥器2、干燥旋風(fēng)分離器3和布袋收塵器4;旋風(fēng)預(yù)熱器包括兩級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)和預(yù)熱燃燒9;流態(tài)化焙燒爐包括焙燒爐本體7和焙燒旋風(fēng)分離器8;流態(tài)化冷卻床包括冷卻床本體10和冷卻旋風(fēng)分離器11;其中，

進(jìn)料倉(cāng)1的出料口與文丘里氣流干燥器2的進(jìn)料口連接，文丘里氣流干燥器2的頂部出氣口與干燥旋風(fēng)分離器3的進(jìn)氣口連接，干燥旋風(fēng)分離器3的頂部出氣口與布袋收塵器4的進(jìn)氣口連接，干燥旋風(fēng)分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口均與一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的進(jìn)氣口連接，文丘里氣流干燥器2的底部進(jìn)氣口分別與空氣管路和一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的頂部出氣口連接;

一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的進(jìn)氣口同時(shí)與干燥旋風(fēng)分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口連接，一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的頂部出氣口與文丘里氣流干燥器2的底部進(jìn)氣口連接，二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)6的進(jìn)氣口和一級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)5的下部出料口與預(yù)熱燃燒器9的出氣口連接，預(yù)熱燃燒器9的進(jìn)氣口分別與燃料管路和焙燒旋風(fēng)分離器8的頂部出氣口連接，二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)6的下部出料口與焙燒爐本體7的進(jìn)料口連接;

焙燒爐本體7的進(jìn)料口與二級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)6的下部出料口連接，焙燒爐本體7的頂部出氣口與焙燒旋風(fēng)分離器8的進(jìn)氣口連接，焙燒旋風(fēng)分離器8的頂部出氣口與預(yù)熱燃燒器12的進(jìn)氣口連接，焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口與焙燒爐本體7的返料口連接，焙燒爐本體7的底部進(jìn)氣口與冷卻旋風(fēng)分離器11的頂部出氣口連接，焙燒爐本體7的出料口與冷卻床本體10的進(jìn)料口連接;

冷卻床本體10的進(jìn)料口與焙燒爐本體7的出料口連接，冷卻床本體10的頂部出氣口與冷卻旋風(fēng)分離器11的進(jìn)氣口連接，冷卻旋風(fēng)分離器11的頂部出氣口與焙燒爐本體7的進(jìn)氣口連接，冷卻旋風(fēng)分離器8的底部出料口和冷卻床本體10的出料口與出料倉(cāng)11的進(jìn)料口連接，冷卻床本體10的底部進(jìn)氣口與空氣管路連接。

[0023]焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口和焙燒爐本體7的出料口的位置位于不同側(cè)，即焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口不與焙燒爐本體7的出料口直接連接，焙燒爐為湍動(dòng)流化床。冷卻床本體10為鼓泡或湍動(dòng)流化床。

[0024]進(jìn)一步解釋，若焙燒爐本體7的形狀為立方體，焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口和焙燒爐本體7的出料口的位置位于不同側(cè)面;若焙燒爐本體7的形狀為圓柱體，焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口和焙燒爐本體7的出料口的位置位于柱體的外側(cè)面，且焙燒旋風(fēng)分離器8的底部出料口和焙燒爐本體7的出料口的圓心夾角大于45度。

[0025]在該實(shí)施例中，預(yù)熱旋風(fēng)的(個(gè))級(jí)數(shù)可以根據(jù)需要而進(jìn)行變更，此處列出的結(jié)構(gòu)僅為本發(fā)明的一個(gè)較好的實(shí)現(xiàn)。

[0026]實(shí)施例2

[0027]采用上述鈦鐵礦的高溫快速流態(tài)化焙燒系統(tǒng)進(jìn)行鈦鐵礦的流態(tài)化氧化磁化焙燒方法如下：

鈦鐵礦礦粉經(jīng)進(jìn)料倉(cāng)儲(chǔ)存并進(jìn)入文丘里氣流干燥器內(nèi)被熱煙氣脫水干燥，隨后經(jīng)干燥旋風(fēng)分離器氣固分離，氣固分離后的干燥礦粉和經(jīng)布袋收塵器收集的干燥礦粉一同進(jìn)入旋風(fēng)預(yù)熱器，在多級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)內(nèi)礦粉與焙燒爐熱尾氣燃燒后的熱煙氣進(jìn)行氣固逆流換熱升溫，升溫后的熱礦粉進(jìn)入焙燒爐本體與熱空氣進(jìn)行鈦鐵礦的高溫快速氧化磁化焙燒反應(yīng)，被氣流夾帶的熱焙燒礦粉經(jīng)焙燒旋風(fēng)分離器氣固分離后返回焙燒爐本體，熱焙燒礦粉由焙燒爐本體出料口進(jìn)入冷卻床本體，在流態(tài)化冷卻床內(nèi)熱焙燒礦粉與室溫空氣進(jìn)行氣固逆流換熱降溫并發(fā)生低溫氧化，最后進(jìn)入出料倉(cāng)存放，被氣流夾帶的冷卻焙燒礦粉經(jīng)冷卻旋風(fēng)分離器氣固分離后，直接進(jìn)入出料倉(cāng)存放;

室溫空氣由冷卻床本體底部進(jìn)入與熱還焙燒粉在冷卻床本體內(nèi)進(jìn)行氣固換熱降溫并發(fā)生低溫氧化，換熱后的空氣經(jīng)冷卻旋風(fēng)分離器頂部出氣口排出進(jìn)入焙燒爐本體與鈦鐵礦粉進(jìn)行高溫快速氧化磁化焙燒，反應(yīng)后的熱尾氣經(jīng)焙燒旋風(fēng)分離器氣固分離后進(jìn)入預(yù)熱燃燒器，與燃料燃燒升溫后進(jìn)入旋風(fēng)預(yù)熱器與干燥礦粉進(jìn)行氣固逆流換熱，換熱后的尾氣與室溫空氣混合后通過(guò)文丘里氣流干燥器干燥濕鈦鐵礦粉，再依次經(jīng)過(guò)干燥旋風(fēng)分離器和布袋收塵器分離凈化后排放。

[0028]實(shí)施例3

[0029]采用本發(fā)明處理鈦品位TiO2含量為39 wt %，粒度在0.03-1mm，其中粒度小于0.074mm占比40%。礦粉中鈦、鐵元素以鈦鐵礦相FeTiO3存在，自由水含量11 wt %。

[0030]首先鈦鐵礦粉礦由進(jìn)料倉(cāng)送入文丘里氣流干燥器被熱煙氣脫水干燥，干燥后熱煙氣尾氣溫度為109℃，脫水后粉礦自由水含量<1 wt %。粉礦隨后經(jīng)三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器與燃燒后的流化床尾氣換熱升溫，再進(jìn)入湍動(dòng)流化床內(nèi)810℃與預(yù)熱后的空氣進(jìn)行氧化磁化焙燒10min，原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化比例為35%。熱焙燒礦通過(guò)空氣流態(tài)化冷卻床直接換熱降溫至90℃進(jìn)入出料礦倉(cāng)，在空氣流態(tài)化冷卻爐內(nèi)冷卻及低溫氧化時(shí)間為5分鐘、平均溫度為350℃，此時(shí)原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化比例提升至41%。經(jīng)流態(tài)化冷卻爐與熱焙燒礦換熱后的空氣作為氧化氣送入焙燒流化床內(nèi)與鈦鐵礦粉進(jìn)行高溫快速氧化反應(yīng)。預(yù)熱燃燒器的燃料為天然氣，甲烷CH4體積含量為93%。

[0031]檢測(cè)冷卻焙燒礦經(jīng)磨礦物相解離后3500 Oe弱磁選，可以分離得到鈦品位TiO2含量為48.7 wt %的鈦精礦粉產(chǎn)品，以及鈦元素收得率為92.0%的良好指標(biāo)。

[0032]實(shí)施例4

[0033]采用本發(fā)明處理鈦品位TiO2含量為29 wt %，粒度在0.1-3mm，其中粒度小于1mm占比50%。礦粉中鈦、鐵元素以鈦鐵礦相FeTiO3存在，自由水含量5 wt %。

[0034]首先鈦鐵礦粉礦由進(jìn)料倉(cāng)送入文丘里氣流干燥器被熱煙氣脫水干燥，干燥后熱煙氣尾氣溫度為112℃，脫水后粉礦自由水含量<1 wt %。粉礦隨后經(jīng)四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器與燃燒后的流化床尾氣換熱升溫，再進(jìn)入湍動(dòng)流化床內(nèi)900℃與預(yù)熱后的空氣進(jìn)行氧化磁化焙燒5min，原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化比例為55%。熱焙燒礦通過(guò)空氣流態(tài)化冷卻床直接換熱降溫至95℃進(jìn)入出料礦倉(cāng)，在空氣流態(tài)化冷卻爐內(nèi)冷卻及低溫氧化時(shí)間為10分鐘、平均溫度為390℃，此時(shí)原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價(jià)鐵Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化比例提升至58%。經(jīng)流態(tài)化冷卻爐與熱焙燒礦換熱后的空氣作為氧化氣送入焙燒流化床內(nèi)與鈦鐵礦粉進(jìn)行高溫快速氧化反應(yīng)。預(yù)熱燃燒器的燃料為煤粉，煤粉熱值為5000大卡/kg。

[0035]檢測(cè)冷卻焙燒礦經(jīng)磨礦物相解離后3400 Oe弱磁選，可以分離得到鈦品位TiO2含量為47.2 wt %的鈦精礦粉產(chǎn)品，以及鈦元素收得率為90.0%的良好指標(biāo)。

[0036]本發(fā)明的工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)區(qū)間上下限取值以及區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本法，在此不一一列舉實(shí)施例。

[0037]本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明的內(nèi)容均可采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)知識(shí)。

[0038]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

說(shuō)明書附圖(1)