10万吨难选铁矿流态化磁化焙烧技术示范(2007)
我国铁矿石资源储量丰富位列世界第四,但全铁品位仅有34.29%,远低于世界铁矿石48.24%的平均品位,且其中40%以上都是复杂难选低品位铁矿石,致使我国铁矿石消费量占全球60%的同时对外依存度长期在80%以上。面对低品位难选铁矿富集利用的重大产业需求,团队通过系统的磁化焙烧反应和过程强化基础研究,开发了流态化低温高效磁化焙烧技术,将焙烧温度由传统竖炉及回转窑800-900℃大幅降低至500-550℃。同时还建立了适用于不同难选铁矿弱磁矿相向强磁矿相转变的多种定向调控方法,包括还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化还原焙烧、还原氧化焙烧,覆盖了赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、针铁矿、黄铁矿、鲕状高磷矿等主要难选铁矿。进一步,基于流化床反应器研发优势,针对性灵活设计,重点突破了粉矿干燥预热、加排料、冷却、宽粒径分布反应时间调控、系统内能量循环利用等多项关键应用技术,并实现了集成创新。特别是应用复合流化床设计,能够充分满足现场宽粒径分布粉矿的磁化焙烧要求,反应时间可控,生产适应性强。
在此基础上,2007年与云南曲靖越钢集团合作,自主设计并建设了10万吨级低品位难选铁矿流态化工业生产线,包括各非标设备施工图设计、标准设备选型、控制系统设计、磨矿与烘干系统设备选型、与已有磁选系统的衔接、与土建设计的衔接,形成了低品位难选铁矿流态化磁化焙烧成套工艺技术,于2008年9月完成了该系统的调试运行。2013年年初,统计当期3万吨云南东川包子铺褐铁矿加工情况,经流态化磁化焙烧后,褐铁矿铁品位从35%提高到57%以上,尾矿品位降至8%以下,铁回收率达到93-95%。与传统回转窑和竖炉工艺相比,吨原矿焙烧能耗下降30%以上,回收率也显著提高,并一举解决了回转窑和竖炉的粉矿加工难题。
同样采用该难选铁矿流态化焙烧技术并联合弱磁选工艺,还可实现甘肃镜铁矿原矿铁品位39%提升至62%、全铁收率88%;辽宁红矿尾矿铁品位11%提升至65.5%、焙烧磁选工序全铁收率89%;西非过渡层赤铁矿铁品位40%提升至65%、全铁收率90%;北非高磷鲕状赤铁矿铁品位56%提升至63%、全铁收率92%,特别是通过焙烧调控铁晶格磷存在形态,使得精矿最终酸浸脱磷率>87%。
该项目的实施为我国近80亿吨难选铁矿及每年新增6亿吨含铁尾矿的高效富集利用开辟了新途径,具有良好的社会、经济和环保效益。目前该流态化磁化焙烧工艺装备设计已发展到单台年加工处理165万吨难选铁矿的规模。
图.10万吨级流化床难选铁矿磁化焙烧工程