【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦物加工和冶金聯合工藝領域，用于鈦鐵共生金屬元素產品生產的鈦鐵礦原材料礦物預處理提質，特別涉及采用焙燒工藝對礦石的預處理提質，具體涉及一種鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統及方法。
技術介紹
1、中國專利申請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、流化床冷卻器等焙燒系統布置，但其熱態鈦鐵礦焙燒礦的降溫通過換熱組件以熱水形式送出焙燒系統，這部分熱量未能在焙燒系統內利用，系統能耗還可進一步降低。同時該專利氧化焙燒時間為30-180秒，鈦鐵礦（fetio3）向鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體[xfetio3·(1-x)fe2o3]的氧化轉變并非一個非常快速的反應過程，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，進而降低后續磁選磁性含鈦物相產品收率，因此也需要一個工藝操作范圍更寬、適應性更強的流態化焙燒系統設計來保證鈦鐵礦里fetio3中二價鐵fe2+向fe3+的充分及適宜比例轉化。
2、因此，本領域需要一種基于流化床反應器原理優勢，針對鈦鐵礦氧化焙燒反應特性的高效低耗鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統和方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統及方法，通過高溫快速和低溫冷卻流態化氧化磁化焙燒，實現低品位鈦鐵礦高效氧化調控，并優化系統內能量遷移利用，以最終達到低品位鈦鐵礦資源的高效低耗綜合利用。
2、本專利技術提
3、所述干燥器包括文丘里氣流干燥器2、干燥旋風分離器3和布袋收塵器4，所述旋風預熱器包括多級預熱旋風和預熱燃燒器9；所述流態化焙燒爐包括焙燒爐本體7和焙燒旋風分離器8；所述流態化冷卻床包括冷卻床本體10和冷卻旋風分離器11；其中，
4、所述進料倉1的出料口與文丘里氣流干燥器2的進料口連接，所述文丘里氣流干燥器2的頂部出氣口與干燥旋風分離器3的進氣口連接，所述干燥旋風分離器3的頂部出氣口與布袋收塵器4的進氣口連接，所述干燥旋風分離器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預熱旋風的進氣口連接，所述文丘里氣流干燥器2的底部進氣口分別與空氣管路和最高一級預熱旋風的頂部出氣口連接；
5、最高一級預熱旋風的進氣口同時與干燥旋風分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口連接，最高一級預熱旋風的頂部出氣口與文丘里氣流干燥器2的底部進氣口連接，多級預熱旋風中的最低一級預熱旋風的進氣口與預熱燃燒器9的出氣口連接，所述預熱燃燒器9的進氣口分別與燃料管路和焙燒旋風分離器8的頂部出氣口連接，所述最低一級預熱旋風的下部出料口與焙燒爐本體7的進料口連接；
6、所述焙燒爐本體7的進料口與最低一級預熱旋風的下部出料口連接，所述焙燒爐本體7的頂部出氣口與焙燒旋風分離器8的進氣口連接，所述焙燒旋風分離器8的頂部出氣口與預熱燃燒器12的進氣口連接，所述焙燒旋風分離器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的底部進氣口與冷卻旋風分離器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的進料口連接；
7、所述冷卻床本體10的進料口與焙燒爐本體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分離器11的進氣口連接，所述冷卻旋風分離器11的頂部出氣口與焙燒爐本體7的進氣口連接，所述冷卻旋風分離器8的底部出料口和冷卻床本體10的出料口與出料倉11的進料口連接，所述冷卻床本體10的底部進氣口與空氣管路連接。
8、優選的，所述旋風預熱器包括多級預熱旋風，各級預熱旋風順序串聯連接；
9、多級預熱旋風中，當級數為兩級時，一級預熱旋風5的下部出料口與二級預熱旋風6的進氣口連接，二級預熱旋風6的頂部出氣口與一級預熱旋風5的進氣口連接。
10、當級數為兩級以上時，最高一級預熱旋風的進氣口同時與干燥旋風分離器3的下部出料口和布袋收塵器4的下部返料口連接；
11、最高一級預熱旋風的頂部出氣口與文丘里氣流干燥器2的底部進氣口連接；
12、最低一級預熱旋風的進氣口與預熱燃燒器9的出氣口連接；
13、最低一級預熱旋風的下部出料口與焙燒爐本體7的進料口連接；
14、高一級預熱旋風的下部出料口與低一級預熱旋風的進氣口連接，低一級預熱旋風的頂部出氣口與高一級的預熱旋風器的進氣口連接。
15、需要說明的是，在多級預熱旋風中，當為兩級時，最高一級預熱旋風為一級預熱旋風，最低一級預熱旋風為二級預熱旋風；當為兩級以上時，最高一級預熱旋風為一級預熱旋風，比如一級相對于二級為高一級預熱旋風，二級相對于一級為低一級預熱旋風。進一步解釋為，多級預熱旋風中的級數高低一般是指預熱旋風所設置的位置的高低，比如，一級預熱旋風的設置位置高于二級預熱旋風的設置位置，最高一級預熱旋風為在多級預熱旋風中位置最高的預熱旋風，最低一級預熱旋風為設置位置最低的預熱旋風。
16、優選的，所述焙燒旋風分離器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，焙燒爐為湍動流化床。
17、優選的，所述冷卻床本體10為鼓泡或湍動流化床。
18、本專利技術還提供了基于上述系統的一種鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒方法，所述方法包括：
19、儲存在進料倉的鈦鐵礦礦粉進入文丘里氣流干燥器內被熱煙氣脫水干燥，隨后經干燥旋風分離器氣固分離，氣固分離后的干燥礦粉和經布袋收塵器收集的干燥礦粉一同進入旋風預熱器，在多級預熱旋風內礦粉與焙燒爐熱尾氣燃燒后的熱煙氣進行氣固逆流換熱升溫，升溫后的熱礦粉進入焙燒爐本體與熱空氣進行鈦鐵礦的高溫快速氧化磁化焙燒反應，被氣流夾帶的熱焙燒礦粉經焙燒旋風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入冷卻床本體，在冷卻流化床內熱焙燒礦粉與室溫空氣進行氣固逆流換熱降溫并發生低溫氧化，最后進入出料倉存放，被氣流夾帶的冷卻焙燒礦粉經冷卻旋風分離器氣固分離后，直接進入出料倉存放；
20、室溫空氣由冷卻床本體底部進入與熱焙燒礦粉在冷卻床本體內進行氣固換熱降溫并發生低溫氧化，換熱后的空氣經冷卻旋風分離器頂部出氣口排出進入焙燒爐本體與鈦鐵礦粉進行高溫快速氧化磁化焙燒，反應后的熱尾氣經焙燒旋風分離器氣固分離后進入預熱燃燒器，與燃料燃燒升溫后進入旋風預熱器與干燥礦粉進行氣固逆流換熱，換熱后的尾氣與室溫空氣混合后通過文丘里氣流干燥器干燥濕鈦鐵礦粉，再依次經過干燥旋風分離器和布袋收塵器分離凈化后排放。
21、優選的，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。
22、優選的，流態化焙燒爐溫度為800-1100℃，比如800℃、850℃、900℃、950℃、1000本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述系統包括進料倉、干燥器、旋風預熱器、流態化焙燒爐、流態化冷卻床、出料倉；
2.根據權利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述旋風預熱器包括多級預熱旋風，各級預熱旋風順序串聯連接；
3.根據權利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述焙燒旋風分離器（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，焙燒爐本體（7）為湍動流化床。
4.根據權利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述冷卻床本體（10）為鼓泡或湍動流化床。
5.一種利用權利要求1-4任一所述的系統進行鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒的方法，包括：
6.根據權利要求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.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：流態化焙燒爐溫度為800-1100℃，高溫
8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：鈦鐵礦粉經流態化焙燒爐高溫快速氧化焙燒及流態化冷卻床低溫補充氧化后，原礦中鈦鐵礦相FeTiO3中的二價鐵Fe2+向Fe3+的轉化比例范圍在10-90%。
9.根據權利要求5所述的焙燒方法，其特征在于：所述燃料為燃油、煤、燃氣、煤氣的一種或者至少兩種。
10.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述干燥旋風分離器（3）出氣口的溫度不低于100℃，所述焙燒礦粉進入出料倉的最終冷卻溫度低于100℃，所述進入冷卻床本體的空氣溫度不高于100℃。
...【技術特征摘要】
1.一種鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述系統包括進料倉、干燥器、旋風預熱器、流態化焙燒爐、流態化冷卻床、出料倉；
2.根據權利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述旋風預熱器包括多級預熱旋風，各級預熱旋風順序串聯連接；
3.根據權利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述焙燒旋風分離器（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，焙燒爐本體（7）為湍動流化床。
4.根據權利要求1所述的鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒系統，其特征在于：所述冷卻床本體（10）為鼓泡或湍動流化床。
5.一種利用權利要求1-4任一所述的系統進行鈦鐵礦高溫快速流態化磁化焙燒的方法，包括：
6.根據權利要求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...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫昊延，朱慶山，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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