本發(fā)明涉及能源化工領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理鐵礦石的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在我國(guó)，截止到2014年年底，電石行業(yè)的產(chǎn)能已達(dá)3500萬(wàn)噸，產(chǎn)量為2600萬(wàn)噸，中國(guó)已是全球最大的電石生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。電石化工行業(yè)生產(chǎn)的電石都是由液態(tài)經(jīng)冷卻至固態(tài)后，經(jīng)破碎處理轉(zhuǎn)入后續(xù)的生產(chǎn)工序。出爐的熔融電石液溫度高達(dá)1800～2200℃，攜帶大量的物理熱。傳統(tǒng)電石生產(chǎn)過(guò)程中，高溫電石液體會(huì)通過(guò)電石爐上的爐孔流入內(nèi)部存貯空間為上大下小的錐形電石鍋內(nèi)，將電石鍋放置于大型風(fēng)機(jī)旁吹風(fēng)冷卻，再用吊鉤取出冷卻到500～600℃的電石放到破碎機(jī)內(nèi)破碎到合適的顆粒大小。從現(xiàn)有的工藝來(lái)看，這種方式不但沒(méi)有充分利用電石的顯熱，而且還浪費(fèi)電能，并且電石在冷卻過(guò)程中的氧化后所形成的粉塵，增加了環(huán)境污染的程度。

在國(guó)家越來(lái)越重視可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)的背景下，在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，為促進(jìn)冶金和化工行業(yè)的健康發(fā)展，發(fā)展降能耗、減成本的技術(shù)手段已迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出處理鐵礦石的系統(tǒng)和方法。采用該系統(tǒng)可以有效地利用熔融電石液的余熱對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原處理，在不額外耗能的條件下將鐵礦石還原得到金屬鐵，顯著降低能耗和成本，同時(shí)可以有效地加快熔融電石液的冷卻速度，提高生產(chǎn)效率。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種處理鐵礦石的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：鐵礦石細(xì)磨裝置，所述鐵礦石細(xì)磨裝置具有鐵礦石入口和鐵礦石粉出口；還原煤細(xì)磨裝置，所述還原煤細(xì)磨裝置具有還原煤入口和還原煤粉出口；混料裝置，所述混料裝置具有鐵礦石粉入口、還原煤粉入口和混合粉料出口，所述鐵礦石粉入口與所述鐵礦石粉出口相連，所述還原煤粉入口與所述還原煤出口相連；造球裝置，所述造球裝置具有混合粉料入口、水入口、粘結(jié)劑入口和含碳球團(tuán)出口，所述混合粉料入口與所述混合粉料出口相連；干燥裝置，所述干燥裝置具有含碳球團(tuán)入口和干燥含碳球團(tuán)出口，所述含碳球團(tuán)入口與所述含碳球團(tuán)出口相連；電石鍋，所述電石鍋具有熔融電石液入口、干燥含碳球團(tuán)入口和混合物料出口，所述干燥含碳球團(tuán)入口與所述干燥含碳球團(tuán)出口相連，所述電石鍋適于利用熔融電石液對(duì)形成在底部的干燥含碳球團(tuán)料層進(jìn)行還原處理，并得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；分離裝置，所述分離裝置具有混合物料入口、金屬化球團(tuán)出口和電石出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)通過(guò)采用鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤細(xì)磨裝置分別將鐵礦石和還原煤進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置進(jìn)行混合，得到混合粉料；進(jìn)而將混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，得到待進(jìn)行還原處理的含碳球團(tuán)；在進(jìn)行還原出來(lái)前，預(yù)先將含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥，以便除去其中的水分，從而提高后續(xù)還原處理的效率；進(jìn)一步地，將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層，將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)記性還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；進(jìn)而將混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，即可分別得到金屬化球團(tuán)和電石。采用該系統(tǒng)可以有效地利用熔融電石液的余熱對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原處理，在不額外耗能的條件下將鐵礦石還原得到金屬鐵，顯著降低能耗和成本，同時(shí)可以有效地加快熔融電石液的冷卻速度，提高生產(chǎn)效率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述混料裝置為碾輪混料機(jī)。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出一種采用前面實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)處理鐵礦石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將鐵礦石和還原煤分別供給至鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤細(xì)磨裝置進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置進(jìn)行混合，以便得到混合粉料；(2)將所述混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，以便得到含碳球團(tuán)；(3)將所述含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥處理，以便得到干燥含碳球團(tuán)；(4)將所述干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層；(5)將熔融電石液倒入所述電石鍋內(nèi)，以便利用所述熔融電石液的余熱對(duì)所述干燥含碳球團(tuán)進(jìn)行還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；以及(6)將所述混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，以便分別得到金屬化球團(tuán)和電石。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鐵礦石的方法通過(guò)采用鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤細(xì)磨裝置分別將鐵礦石和還原煤進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置進(jìn)行混合，得到混合粉料；進(jìn)而將混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，得到待進(jìn)行還原處理的含碳球團(tuán)；在進(jìn)行還原出來(lái)前，預(yù)先將含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥，以便除去其中的水分，從而提高后續(xù)還原處理的效率；進(jìn)一步地，將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層，將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)記性還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；進(jìn)而將混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，即可分別得到金屬化球團(tuán)和電石。采用該方法可以有效地利用熔融電石液的余熱對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原處理，在不額外耗能的條件下將鐵礦石還原得到金屬鐵，顯著降低能耗和成本，同時(shí)可以有效地加快熔融電石液的冷卻速度，提高生產(chǎn)效率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鐵礦石的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟(1)中，所述鐵礦石為鐵精礦、釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦、磁鐵礦和赤鐵礦的中至少一種。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟(1)中，所述混合粉料中的碳氧比為1.2～2.0。由此，可以顯著提高后續(xù)還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述混合進(jìn)一步包括：采用碾輪混料機(jī)對(duì)經(jīng)過(guò)所述細(xì)磨后的鐵礦石和還原煤進(jìn)行混合7～20min。由此，可以顯著提高鐵礦石粉與還原煤粉的接觸面積，從而進(jìn)一步提高后續(xù)還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟(2)中，所述含碳球團(tuán)的平均粒徑為5～40mm。由此，可以進(jìn)一步提高后續(xù)還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟(3)中，所述干燥含碳球團(tuán)中的水分含量不高于2wt％。由此，可以有效地減少干燥含碳球團(tuán)中水分揮發(fā)對(duì)熱量的浪費(fèi)，從而顯著提高能源的利用率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述干燥含碳球團(tuán)料層的平均厚度為5～60mm。由此，可以進(jìn)一步提高后續(xù)還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鐵礦石的方法進(jìn)一步包括：(7)將分離得到的金屬化球團(tuán)通過(guò)磁選處理或熔分處理制備得到金屬鐵，將分離得到的電石用于制備乙炔。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鐵礦石的方法流程示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理鐵礦石的方法流程示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的處理鐵礦石的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“相連”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種處理鐵礦石的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：鐵礦石細(xì)磨裝置100、還原煤細(xì)磨裝置200、混料裝置300、造球裝置400、干燥裝置500、電石鍋600和分離裝置700，其中，鐵礦石細(xì)磨裝置100具有鐵礦石入口101和鐵礦石粉出口102；還原煤細(xì)磨裝置200具有還原煤入口201和還原煤粉出口202；混料裝置300具有鐵礦石粉入口301、還原煤粉入口302和混合粉料出口303，鐵礦石粉入口301與鐵礦石粉出口102相連，還原煤粉入口302與還原煤出口202相連；造球裝置400具有混合粉料入口401、水入口402、粘結(jié)劑入口403和含碳球團(tuán)出口404，混合粉料入口401與混合粉料出口303相連；干燥裝置500具有含碳球團(tuán)入口501和干燥含碳球團(tuán)出口502，含碳球團(tuán)入口501與含碳球團(tuán)出口404相連；電石鍋600具有熔融電石液入口601、干燥含碳球團(tuán)入口602和混合物料出口603，干燥含碳球團(tuán)入口602與干燥含碳球團(tuán)出口502相連，電石鍋600適于利用熔融電石液對(duì)形成在底部的干燥含碳球團(tuán)料層進(jìn)行還原處理，并得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；分離裝置700具有混合物料入口701、金屬化球團(tuán)出口702和電石703出口，混合物料入口701與混合物料出口603相連。

下面參考圖1對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石細(xì)磨裝置100具有鐵礦石入口101和鐵礦石粉出口102，鐵礦石細(xì)磨裝置100適于對(duì)鐵礦石進(jìn)行細(xì)磨，以便得到鐵礦石粉。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石的種類并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵礦石可以為鐵精礦、釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦、磁鐵礦和赤鐵礦的中至少一種。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的處理鐵礦石的系統(tǒng)不僅可以用于處理鐵精礦，還可以用于處理釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦、磁鐵礦和赤鐵礦等常見(jiàn)的含鐵礦石，具有廣泛的適用性，特別適用于工業(yè)化推廣。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)磨得到的鐵礦石粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵礦石粉的平均粒徑可以為75μm～1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果鐵礦石粉的粒徑過(guò)大將無(wú)法還原煤混合均勻，從而影響后續(xù)還原反應(yīng)，導(dǎo)致金屬化球團(tuán)的金屬化率降低，如果將鐵礦石細(xì)磨至過(guò)低的粒徑，則會(huì)使成本增加，而將鐵礦石細(xì)磨至平均粒徑為75μm～1mm，可以在較低的成本下有效使鐵礦石粉和還原煤均勻混合。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原煤細(xì)磨裝置200具有還原煤入口201和還原煤粉出口202，還原煤細(xì)磨裝置200適于對(duì)還原煤進(jìn)行細(xì)磨，以便得到還原煤粉。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原煤的種類并不受特別限制，只要能夠有效地與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)磨得到的還原煤粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，還原煤粉的平均粒徑可以為75μm～1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果還原煤粉的粒徑過(guò)大將無(wú)法鐵礦石混合均勻，從而影響后續(xù)還原反應(yīng)，導(dǎo)致金屬化球團(tuán)的金屬化率降低，如果將還原煤細(xì)磨至過(guò)低的粒徑，則會(huì)使成本增加，而將還原煤細(xì)磨至平均粒徑為75μm～1mm，可以在較低的成本下有效使還原煤粉和鐵礦石均勻混合。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混料裝置300具有鐵礦石粉入口301、還原煤粉入口302和混合粉料出口303，鐵礦石粉入口301與鐵礦石粉出口102相連，還原煤粉入口302與還原煤出口202相連，混料裝置300適于將鐵礦石粉和還原煤粉進(jìn)行混合，以便得到混合粉料。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在混料過(guò)程中，還可以加入適量的石灰石、工業(yè)純堿和水，工業(yè)純堿即工業(yè)na2co3，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入工業(yè)純堿、石灰石可降低鐵礦石熔融還原所需的溫度，從而降低能耗。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石粉與還原煤粉的配入比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以通過(guò)調(diào)整鐵礦石粉與還原煤粉的配入比使混合得到的混合粉料中的碳氧比為1.2～2.0，由此，可以將鐵礦石粉中的鐵充分還原，在保證還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率的同時(shí)，避免還原煤粉的浪費(fèi)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述混合進(jìn)一步包括：采用碾輪混料機(jī)對(duì)經(jīng)過(guò)細(xì)磨后得到的鐵礦石粉和還原煤粉進(jìn)行混合7～20min。由此，可以充分地將鐵礦石粉和還原煤粉混合均勻，從而保證后續(xù)還原反應(yīng)的高效進(jìn)行，顯著提高還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，造球裝置400具有混合粉料入口401、水入口402、粘結(jié)劑入口403和含碳球團(tuán)出口404，混合粉料入口401與混合粉料出口303相連，造球裝置400適于將混合粉料、水和粘結(jié)劑進(jìn)行混合造球，以便得到含碳球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合粉料、水和粘結(jié)劑的配比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，含碳球團(tuán)的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，含碳球團(tuán)的平均粒徑可以為5～40mm。由此，可以顯著提高含碳球團(tuán)的比表面積，從而顯著提高后續(xù)還原處理的效率，并降低反應(yīng)能耗。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，干燥裝置500具有含碳球團(tuán)入口501和干燥含碳球團(tuán)出口502，含碳球團(tuán)入口501與含碳球團(tuán)出口404相連，干燥裝置500適于對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行干燥處理，以便得到干燥含碳球團(tuán)。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果含碳球團(tuán)中含有的水分過(guò)高，在對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行熱還原處理時(shí)，大量熱量會(huì)被水氣化消耗，導(dǎo)致熱量的浪費(fèi)，能耗增大。在對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行熱還原處理之前，可以預(yù)先對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行干燥處理。由此可以進(jìn)一步提高后續(xù)還原處理的效率，并降低反應(yīng)能耗。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，經(jīng)干燥處理得到的干燥含碳球團(tuán)中的水分含量可以不高于2wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果將含碳球團(tuán)進(jìn)一步干燥，則會(huì)使干燥處理的能耗顯著增大，而將含碳球團(tuán)干燥至水分含量不高于2wt％，即可滿足還原反應(yīng)的效率與能耗要求。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電石鍋600具有熔融電石液入口601、干燥含碳球團(tuán)入口602和混合物料出口603，干燥含碳球團(tuán)入口602與干燥含碳球團(tuán)出口502相連，電石鍋600適于利用熔融電石液對(duì)形成在底部的干燥含碳球團(tuán)料層進(jìn)行還原處理，并得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以先將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層，然后再將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)進(jìn)行還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料。具體地，熔融電石液可以采用常規(guī)技術(shù)由電石爐制備得到，出爐的熔融態(tài)電石液溫度高達(dá)1800～2200攝氏度，攜帶大量的物理熱，利用熔融態(tài)電石液的余熱可以有效地對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行還原處理，且不需要額外耗能，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，干燥含碳球團(tuán)料層的厚度并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，干燥含碳球團(tuán)料層的平均厚度可以為5～60mm。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果干燥含碳球團(tuán)料層的厚度過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致熔融電石液無(wú)法將含碳球團(tuán)還原充分。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，分離裝置700具有混合物料入口701、金屬化球團(tuán)出口702和電石703出口，混合物料入口701與混合物料出口603相連，分離裝置700適于將金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料進(jìn)行分離，以便分別得到金屬化球團(tuán)和電石。具體地，經(jīng)過(guò)還原處理得到的金屬化球團(tuán)和降溫后的固態(tài)電石存在明顯的界限，具體地，成塊的電石可以經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎，破碎后的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)電磁盤(pán)進(jìn)行磁選，含鐵礦物被磁選進(jìn)入含鐵礦物倉(cāng)，非磁性的電石進(jìn)入電石倉(cāng)，分離處理操作簡(jiǎn)單，具有較高的實(shí)用性。分離處理操作簡(jiǎn)單，具有較高的實(shí)用性。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)通過(guò)采用鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤細(xì)磨裝置分別將鐵礦石和還原煤進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置(例如碾輪混料機(jī))進(jìn)行混合，得到混合粉料；進(jìn)而將混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，得到待進(jìn)行還原處理的含碳球團(tuán)；在進(jìn)行還原出來(lái)前，預(yù)先將含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥，以便除去其中的水分，從而提高后續(xù)還原處理的效率；進(jìn)一步地，將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層，將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)記性還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；進(jìn)而將混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，即可分別得到金屬化球團(tuán)和電石。采用該系統(tǒng)可以有效地利用熔融電石液的余熱對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原處理，在不額外耗能的條件下將鐵礦石還原得到金屬鐵，顯著降低能耗和成本，同時(shí)可以有效地加快熔融電石液的冷卻速度，提高生產(chǎn)效率。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種采用前面實(shí)施例的處理鐵礦石的系統(tǒng)處理鐵礦石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將鐵礦石和還原煤分別供給至鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤細(xì)磨裝置進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置進(jìn)行混合，以便得到混合粉料；(2)將混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，以便得到含碳球團(tuán)；(3)將含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥處理，以便得到干燥含碳球團(tuán)；(4)將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層；(5)將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)進(jìn)行還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；以及(6)將混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，以便分別得到金屬化球團(tuán)和電石。

下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鐵礦石的方法進(jìn)行詳細(xì)描述，參考圖2和圖3，該方法包括：

s100：細(xì)磨、混料

該步驟中，將鐵礦石和還原煤分別供給至鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤磨細(xì)裝置進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置進(jìn)行混合，以便得到混合粉料。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石的種類并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵礦石可以為鐵精礦、釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦、磁鐵礦和赤鐵礦的中至少一種。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的處理鐵礦石的系統(tǒng)不僅可以用于處理鐵精礦，還可以用于處理釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦、磁鐵礦和赤鐵礦等常見(jiàn)的含鐵礦石，具有廣泛的適用性，特別適用于工業(yè)化推廣。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)磨得到的鐵礦石粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵礦石粉的平均粒徑可以為75μm～1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果鐵礦石粉的粒徑過(guò)大將無(wú)法還原煤混合均勻，從而影響后續(xù)還原反應(yīng)，導(dǎo)致金屬化球團(tuán)的金屬化率降低，如果將鐵礦石細(xì)磨至過(guò)低的粒徑，則會(huì)使成本增加，而將鐵礦石細(xì)磨至平均粒徑為75μm～1mm，可以在較低的成本下有效使鐵礦石粉和還原煤均勻混合。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原煤的種類并不受特別限制，只要能夠有效地與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)磨得到的還原煤粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，還原煤粉的平均粒徑可以為75μm～1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果還原煤粉的粒徑過(guò)大將無(wú)法鐵礦石混合均勻，從而影響后續(xù)還原反應(yīng)，導(dǎo)致金屬化球團(tuán)的金屬化率降低，如果將還原煤細(xì)磨至過(guò)低的粒徑，則會(huì)使成本增加，而將還原煤細(xì)磨至平均粒徑為75μm～1mm，可以在較低的成本下有效使還原煤粉和鐵礦石均勻混合。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，在混料過(guò)程中，還可以加入適量的石灰石、工業(yè)純堿和水，工業(yè)純堿即工業(yè)na2co3，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入工業(yè)純堿、石灰石可降低鐵礦石熔融還原所需的溫度，從而降低能耗。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵礦石粉與還原煤粉的配入比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以通過(guò)調(diào)整鐵礦石粉與還原煤粉的配入比使混合得到的混合粉料中的碳氧比為1.2～2.0，由此，可以將鐵礦石粉中的鐵充分還原，在保證還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率的同時(shí)，避免還原煤粉的浪費(fèi)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述混合進(jìn)一步包括：采用碾輪混料機(jī)對(duì)經(jīng)過(guò)細(xì)磨后得到的鐵礦石粉和還原煤粉進(jìn)行混合7～20min。由此，可以充分地將鐵礦石粉和還原煤粉混合均勻，從而保證后續(xù)還原反應(yīng)的高效進(jìn)行，顯著提高還原得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率。

s200：混合造球

該步驟中，將混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，以便得到含碳球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合粉料、水和粘結(jié)劑的配比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，含碳球團(tuán)的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，含碳球團(tuán)的平均粒徑可以為5～40mm。由此，可以顯著提高含碳球團(tuán)的比表面積，從而顯著提高后續(xù)還原處理的效率，并降低反應(yīng)能耗。

s300：干燥處理

該步驟中，將含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥處理，以便得到干燥含碳球團(tuán)。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果含碳球團(tuán)中含有的水分過(guò)高，在對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行熱還原處理時(shí)，大量熱量會(huì)被水氣化消耗，導(dǎo)致熱量的浪費(fèi)，能耗增大。在對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行熱還原處理之前，可以預(yù)先對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行干燥處理。由此可以進(jìn)一步提高后續(xù)還原處理的效率，并降低反應(yīng)能耗。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，經(jīng)干燥處理得到的干燥含碳球團(tuán)中的水分含量可以不高于2wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果將含碳球團(tuán)進(jìn)一步干燥，則會(huì)使干燥處理的能耗顯著增大，而將含碳球團(tuán)干燥至水分含量不高于2wt％，即可滿足還原反應(yīng)的效率與能耗要求。

s400：鋪料

該步驟中，將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，干燥含碳球團(tuán)料層的厚度并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，干燥含碳球團(tuán)料層的平均厚度可以為5～60mm。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果干燥含碳球團(tuán)料層的厚度過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致熔融電石液無(wú)法將含碳球團(tuán)還原充分。

s500：還原處理

該步驟中，將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)進(jìn)行還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料。具體地，熔融電石液可以采用常規(guī)技術(shù)由電石爐制備得到，出爐的熔融態(tài)電石液溫度高達(dá)1800～2200攝氏度，攜帶大量的物理熱，利用熔融態(tài)電石液的余熱可以有效地對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行還原處理，且不需要額外耗能，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

s600：分離處理

該步驟中，將混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，以便分別得到金屬化球團(tuán)和電石。具體地，經(jīng)過(guò)還原處理得到的金屬化球團(tuán)和降溫后的固態(tài)電石存在明顯的界限，具體地，成塊的電石可以經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎，破碎后的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)電磁盤(pán)進(jìn)行磁選，含鐵礦物被磁選進(jìn)入含鐵礦物倉(cāng)，非磁性的電石進(jìn)入電石倉(cāng)，分離處理操作簡(jiǎn)單，具有較高的實(shí)用性。

s700：將分離得到的物料分別利用

該步驟中，將分離得到的金屬化球團(tuán)通過(guò)磁選處理或熔分處理制備得到金屬鐵，將分離得到的電石用于制備乙炔。需要說(shuō)明的是，如果通過(guò)熔分處理利用金屬化球團(tuán)制備金屬鐵，則需要在混合造球步驟中加入助熔劑。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，助熔劑的種類和配入量并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鐵礦石的方法通過(guò)采用鐵礦石細(xì)磨裝置和還原煤細(xì)磨裝置分別將鐵礦石和還原煤進(jìn)行細(xì)磨后，供給至混料裝置進(jìn)行混合，得到混合粉料；進(jìn)而將混合粉料、水和粘結(jié)劑供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，得到待進(jìn)行還原處理的含碳球團(tuán)；在進(jìn)行還原出來(lái)前，預(yù)先將含碳球團(tuán)供給至干燥裝置進(jìn)行干燥，以便除去其中的水分，從而提高后續(xù)還原處理的效率；進(jìn)一步地，將干燥含碳球團(tuán)平鋪在電石鍋內(nèi)的底部，形成干燥含碳球團(tuán)料層，將熔融電石液倒入電石鍋內(nèi)，以便利用熔融電石液的余熱對(duì)干燥含碳球團(tuán)記性還原處理，得到金屬化球團(tuán)和降溫后電石的混合物料；進(jìn)而將混合物料供給至分離裝置進(jìn)行分離，即可分別得到金屬化球團(tuán)和電石，進(jìn)而利用金屬化球團(tuán)制備金屬鐵，利用電石制備乙炔。采用該方法可以有效地利用熔融電石液的余熱對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原處理，在不額外耗能的條件下將鐵礦石還原得到金屬鐵，顯著降低能耗和成本，同時(shí)可以有效地加快熔融電石液的冷卻速度，提高生產(chǎn)效率。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

參考圖4，按照下列步驟處理鐵礦石：

(1)將％tfe＝65的鐵精礦和還原煤進(jìn)行細(xì)磨處理，要求二者平均粒徑均不高于75μm；將石灰石以及工業(yè)純堿細(xì)磨至平均粒徑為150μm；

(2)將鐵精礦粉、還原煤粉、石灰石以及工業(yè)純堿按一定比例用混料機(jī)進(jìn)行充分混合，碳氧比為1.2，干混時(shí)間8min，然后配加一定比例的水進(jìn)行濕混，濕混時(shí)間10min，以便得到混合粉料；

(3)運(yùn)用對(duì)輥壓球機(jī)對(duì)混合料進(jìn)行成型處理，壓球機(jī)壓力為8mpa，得到的含碳球團(tuán)尺寸為32×20×18mm；

(4)運(yùn)用鏈篦式烘干機(jī)對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行烘干處理，烘干機(jī)溫度為200～230℃，確保其干燥含碳球團(tuán)中水分含量低于2wt％；

(5)將烘干后的干燥含碳球團(tuán)均勻地平鋪在電石鍋的底部，料層厚度為18mm；

(6)熔融電石液經(jīng)電爐流入電石鍋中，電石液進(jìn)入靜置冷卻工序；

(7)待電石冷卻后，將固態(tài)電石從電石鍋中取出，電石與金屬化球團(tuán)分離，電石收集并應(yīng)用到后期的電石制取乙炔的工藝中，金屬化球團(tuán)收集后測(cè)定其金屬化率為96％。

實(shí)施例2

參考圖4，按照下列步驟處理鐵礦石：

(1)將％tfe＝60的鐵精礦和還原煤、石灰石和工業(yè)純堿分別進(jìn)行細(xì)磨處理，要求各組分平均粒徑均為150μm；

(2)將鐵精礦粉、還原煤粉、石灰石以及工業(yè)純堿按一定比例用混料機(jī)進(jìn)行充分混合，碳氧比為1.5，干混時(shí)間8min，然后配加一定比例的水進(jìn)行濕混，濕混時(shí)間10min，以便得到混合粉料；

(3)運(yùn)用對(duì)輥壓球機(jī)對(duì)混合料進(jìn)行成型處理，壓球機(jī)壓力為8mpa，得到的含碳球團(tuán)尺寸為32×20×18mm；

(4)運(yùn)用鏈篦式烘干機(jī)對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行烘干處理，烘干溫度100～250℃，確保其干燥含碳球團(tuán)中水分含量低于2wt％；

(5)將烘干后的干燥含碳球團(tuán)均勻地平鋪在電石鍋的底部，料層厚度為30mm；

(6)熔融電石液經(jīng)電爐流入電石鍋中，電石液進(jìn)入靜置冷卻工序；

(7)待電石冷卻后，將固態(tài)電石從電石鍋中取出，電石與金屬化球團(tuán)分離，電石收集并應(yīng)用到后期的電石制取乙炔的工藝中，金屬化球團(tuán)收集后測(cè)定其金屬化率為94％。

實(shí)施例3

參考圖4，按照下列步驟處理鐵礦石：

(1)將％tfe＝56的鐵精礦和還原煤、石灰石和工業(yè)純堿分別進(jìn)行細(xì)磨處理，要求各組分平均粒徑均為75μm；

(2)將鐵精礦粉、還原煤粉、石灰石以及工業(yè)純堿按一定比例用混料機(jī)進(jìn)行充分混合，碳氧比為2.0，干混時(shí)間8min，然后配加一定比例的水進(jìn)行濕混，濕混時(shí)間10min，以便得到混合粉料；

(3)運(yùn)用對(duì)輥壓球機(jī)對(duì)混合料進(jìn)行成型處理，壓球機(jī)壓力為8mpa，得到的含碳球團(tuán)尺寸為32×20×18mm；

(4)運(yùn)用鏈篦式烘干機(jī)對(duì)含碳球團(tuán)進(jìn)行烘干處理，烘干溫度100～250℃，確保其干燥含碳球團(tuán)中水分含量低于2wt％；

(5)將烘干后的干燥含碳球團(tuán)均勻地平鋪在電石鍋的底部，料層厚度為30mm；

(6)熔融電石液經(jīng)電爐流入電石鍋中，電石液進(jìn)入靜置冷卻工序；

(7)待電石冷卻后，將固態(tài)電石從電石鍋中取出，電石與金屬化球團(tuán)分離，電石收集并應(yīng)用到后期的電石制取乙炔的工藝中，金屬化球團(tuán)收集后測(cè)定其金屬化率為90％。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。