一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113881842A(43)申请公布日2022.01.04(21)申请号202110996810.7(22)申请日2021.08.27(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人左海滨韦润培陈衍彪(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人岳野(51)Int.Cl.C22B1/20(2006.01)C22B1/216(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法(57)摘要本发明涉及球团矿处理技术领域，提供了一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法，该系统包括链篦机、回转窑、还原区和成品输送机；回转窑和还原区连接处设置挡板；回转窑内设置第一煤气喷枪；挡板下方设置第二煤气喷枪、第一氮气喷枪及第一氢气喷枪；还原区底部设置台车，还原区沿台车方向设置有若干第二氢气喷枪；还原区后段的台车下方设置有第一抽风机；第一抽风机后设置第二氮气喷枪。本发明在球团焙烧完成后直接利用其热量进行还原，实现一体化生产；本发明方法可生产出满足电炉入炉要求的高金属化率球团；富氢还原不仅获得了金属化球团，还原过程只排放水蒸气，降低成本；利用工艺过程产生的烟气合成氨，实现了烟气的高值化利用。CN113881842ACN113881842A权利要求书1/2页1.一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述系统包括链篦机、回转窑、还原区和成品输送机；所述回转窑和所述还原区连接处设置挡板，用于保证球团矿顺利落到所述还原区及控制所述回转窑气体进入所述还原区的流入量；所述回转窑内设置有第一煤气喷枪；所述挡板下方设置第二煤气喷枪、第一氮气喷枪及第一氢气喷枪；所述还原区底部设置台车，所述还原区沿台车方向设置有若干用于提供还原氢气的第二氢气喷枪；所述还原区后段的台车下方设置有第一抽风机；第一抽风机后设置第二氮气喷枪；球团矿在所述链篦机上干燥和预热，在所述回转窑内氧化、脱硫和分解，然后在所述还原区的台车上进行氢气还原，经过氢气还原处理的球团矿通过成品输送机输出。2.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述还原区出口处的第二抽风机，所述第二抽风机通过烟道和所述回转窑连接。3.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述系统还包括氨合成单元：所述氨合成单元包括石灰床层、压缩机、合成塔、塔前预热器、冷却装置、氨分离器、液氨储槽；所述第一抽风机抽出的氢气‑氮气的混合气经所述石灰床层，通过压缩机后进入合成塔，塔前加热器对合成塔内进行加热，氢气‑氮气的混合气在合成塔内产出氨气‑氢气‑氮气混合气，通过冷却装置降低温度，再通过氨分离器分离氨气，分离的氨气经加压液化后通过管道进入液氨储槽。4.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述还原区的台车沿运行方向向上倾斜一定角度。5.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述挡板下设置一个气体泄漏预警装置，用以检测从所述回转窑泄漏进入所述还原区的气体量，当泄漏的气体大于设定阈值时，发出预警信息。6.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述还原区内壁设置保温材料，台车上设置密封罩；所述第一氢气喷枪的喷头朝向台车运行的右下方。7.如权利要求2所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，其特征在于，所述第一抽风机、第二抽风机的负压均控制在18‑20kPa。8.一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，使用如权利要求1‑7任一项所述的系统，其特征在于，所述方法包括：S1、球团矿在链篦机上干燥和预热，在回转窑内由第一煤气喷枪提供氧化焙烧所需热量，进行氧化、脱硫和分解，得到温度在1200±100℃的高温球团矿；S2、步骤S1得到的高温球团矿经挡板后落入到还原区的台车上，挡板下设置的第二煤气喷枪消耗过剩的氧气，防止氧气泄露到还原区；挡板下的第一氢气喷枪为进入还原区台车的球团矿提供还原所用的氢气，同时防止氢气回流到回转窑；第一氮气喷枪平衡第一氢气喷枪产生的负压环境，保证还原区气压平稳；球团矿在台车上运行的过程中，在第二氢气喷枪的还原气氛下持续还原反应；2CN113881842A权利要求书2/2页S3、还原区温度下降到600℃以下时，氢气‑氮气的混合气经第一抽风机抽出，球团矿经第二氮气喷枪的氮气冷却后通过成品输送机输出，烟气经第二抽风机从还原区出口处抽出后经烟道送回回转窑。9.如权利要求8所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述方法还包括：S4