选矿烧结工艺11讲义.docx

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选矿烧结工艺11讲义

选矿工艺：

一、选矿工艺介绍

选矿制作钢铁原料，首先是要把矿石中的各个金属元素进行筛选（如：

铁、铜铝、锰等）。

选矿又被分为了破碎，磨矿，选别三个部分。

其中从破碎矿的大小又被分为了粗破、中破和细破；选别方式的不同又可以被分为：

磁选、重选、浮选等。

1、选矿目的：

提高矿石品位，能够使矿物中的有用组分富集，降低冶炼或其它加工过程中燃料、运输的消耗，使低品位的矿石能得到经济利用。

2、选矿方法：

a、重力选矿法：

根据矿物密度的不同，在选矿介质中具有不同的沉降速度而进行选矿。

b、磁力选矿法：

磁力选矿法是利用矿物的磁性差别，在不均匀的磁场中，磁性矿物被磁选机的磁极吸引，而非磁性矿物则被磁极排斥，从而达到选别的目的。

c、浮游选矿法：

浮游选矿法是利用矿物表面不同的亲水性，选择性地将疏水性强的矿物用泡沫浮到矿浆表面，而亲水性矿物则留在矿浆中，从而实现不同矿物彼此分离。

3、选矿后的产品：

a、精矿是指选矿后得到的含有用矿物含量较高的产品。

b、中矿为选矿过程中间产品，需进一步选矿处理。

c、尾矿是经选矿后留下的废弃物。

（可以制作混泥土）

二、选矿工艺流程

选矿工艺流程图

三、选矿的主要设备及介绍：

1、矿石破碎设备

鄂式破碎机:

颚式破碎机工作原理:

具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。

颚式破碎机功率6-185kw

鄂式破碎机功率估算：

第一种：

德国文献中的邦德公式，德国文献中对美国学者邦德提出粉碎能耗的裂缝假说进行了变换，将邦德功指数W1包含在功率系数c中得

W=c（1/√P-1/√F）Q

式中P、F-产品、给料平均尺寸，μm;

Q-鄂式破碎机产量，t/h;

c-单位功率系数，随矿石性质而变化，见表2-3.

第二种：

生产中常用下列经验公式估算破碎机功率：

对人型破碎机（900×1200以上）功率为：

P=BL/100～BL/120

对于中、小型破碎机（600×900以下）功率为：

P=BL/50～BL/70

--------式中B、L为破碎机给料口宽度和长度，cm。

（由佛山科学技术学院课程设计）

总结：

在两种功率估算中，第一种的难度可能在于产品、给料的平均尺寸上的采集上很困难它所要精确到的是微米，第二种方法上还是很实用只要了解破碎机的机型和给料口的宽度和长度就能大概的估算出其功率的多少，两个相比第一种的估算的精确值要大于第二种，实用上还是第二种好。

锤式破碎机：

锤式破碎机工作原理：

锤式破碎机是冶金，建材，化工和水电等工业部门中细碎石灰石，煤或其它中等硬度以下脆性物料的主要设备之一，具有破碎比大，生产能力高，产品粒度均匀等特点。

锤式破碎机功率11-130kw

2、磨矿工艺设备：

球磨机：

（重点能耗设备）

球磨机工作原理:

物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转达动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。

球磨机功率18.5-4500kw

球磨机功率估算：

总结：

对于球磨机的这个功率估算公式，很有局限性所有采集到的数据都是理想状态下的数值，但是在没有任何计量的情况下对球磨机的功率大概估算还是很有帮助。

3、选别工艺设备：

螺旋分级机：

　　螺旋分级机工作原理：

螺旋分级机是借助于固体粒大小不同，比重不同，因而在液体中的沉降速度不同的原理，细矿粒浮游在水中成溢流出，粗矿粒沉于槽底。

螺旋分级机功率1.1-40kw

浮选机：

浮选机工作原理：

浮选机工作时，由电动机传动带动叶轮旋转，产生离心作用形成负压，一方面吸入充足的空气与矿浆混合，一方面搅拌矿浆与药物混合，同时细化泡沫，使矿物粘合泡沫之上，浮到矿浆面再形成矿化泡沫。

浮选机功率1.5-30kw

磁选机工作原理：

磁选过程是在磁选机的磁场中，借助磁力与机械力对矿粒的作用而实现分选的。

磁选机功率1.5-11kw

烘干机：

烘干机工作原理：

通过电力、柴油力、风力、易燃物力等产生动力利用环境空气加热，输送到贯通周围，进而达到适当温度进行除湿处理。

烘干机功率7.5-160kw

总结：

以上设备都是运用电机带动，主要消耗电能的设备。

所采集到的功率参数都是设备厂家给的额定功率，要计算该设备能耗，在现场踏勘阶段，主要了解设备的运行时长以及运行负荷。

烧结工艺：

烧结工艺介绍

为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。

铁矿粉造块目前主要有两种方法：

烧结法和球团法。

两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。

一、烧结矿

1、烧结矿生产的工艺流程介绍：

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，烧结的原料是铁矿粉、无烟煤和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。

经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。

利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。

烧结系统工艺流程简图

烧结矿工艺流程图

2、烧结矿生产的流程：

目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。

烧结生产的工艺流程如图下所示。

主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。

3、烧结矿的原材料准备:

　　含铁原料：

含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。

一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。

　　燃料：

主要为焦粉和无烟煤。

对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。

4、配料与混合的主要设备：

电子计量称：

对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。

主要有机械式（常见的为滚轮皮带秤）和电子式两大类。

电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。

　　混合机：

混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。

混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。

常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。

5、烧结矿的生产：

　　烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。

布料：

将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。

点火：

点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。

烧结：

准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。

6、烧结矿的余热发电：

具有较好回报价值的烧结余热是指从烧结机尾部风箱排出的废气及热烧结矿在冷却机前段受空气冷却后产生的热废气，温度一般可达到300-400摄氏度，这两部分热废气所含热量占整个烧结矿热能消耗的23%-28%左右，具有温度高、数量大、运行稳定的特点，是烧结工序节能和回收利用的重点。

 国内钢铁企业大多将烧结余热用于助燃空气、预热混合料或利用余热回收装置产生蒸汽，回收利用效率不高。

特别是现阶段伴随着烧结机的大型化，传统的余热利用途径已无法充分利用余热资源，达到效益的最大化。

因此，从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析，利用余热发电是现今最为有效的余热利用途径。

烧结余热发电是指将烧结机生产过程中产生的高温废烟气，经余热锅炉产生中低压过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。

技术原理：

在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。

由于烧结冷却机废气的温度不高，仅 150～450℃，加上以前余热回收技术的局限，余热回收项目往往被忽略。

烧结冷却机余热的回收，是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热锅炉来回收低品味余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的成套技术。

具体流程是：

给水经给水泵进入余热锅炉，经废气加热后，一部分变为过热蒸汽，进入汽轮机作功发电。

另一部分经余热锅炉低温段加热后，产生过热或饱和蒸汽进入汽轮机相应低压进汽口作功发电。

冷凝水经低压省煤器后由中压锅炉给水泵供给低压汽包，低压汽包具有自除氧功能，实现一个完整的热力循环。

烧结冷却机烟气具有如下特点：

1）烧结余热热源品质整体较低，低温部分占比例大；

2）烧结过程中，随着烧结矿在烧结机上的烧成情况不同，其烟气温度也不同；

3）在烧结生产中由于设备的运行的不确定性，短时间停机不可避免，造成烧结烟气不连续性。

二、球团矿

1、球团矿生产工艺流程：

球团矿工艺流程图

把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

目前世界上球团生产应用较为普通的方法有竖炉球团法、带式焙烧机球团法和链篦机－回转窑球团法。

球团法按生产设备形式分，有竖炉焙烧、带式机焙烧、链篦机一回转窑焙烧及隧道窑、平地吹土球等多种。

三种焙烧法比较：

工艺名称

优、缺点

生产能力

基建投资

管理费用

耗电量

球团矿质量

竖炉球团法

优点：

结构简单，维护检修方便无须特殊材料，炉内热效率高。

缺点：

均匀加热困难，单炉生产能力受限制，当焙烧放热效率低的球团时，产量较低。

仅限于处理磁铁精矿球团或赤、磁铁矿混合精矿球团。

最大单炉产量：

2000t/d,适用于中、小型企业

低

低

高

一般

带式焙烧机法

优点：

操作简单、控制方便，处理事故及时，焙烧周期比竖炉短，可处理各种矿石。

缺点：

球团矿上下层质量不均，台车易烧损，需要高温耐热合金材料，需铺地、边料，流程较复杂。

单机生产能力大，最大单机产量：

6000~6500t\d,适用于大型生产

中

高

中

良好

链箅机-回转窑法

优点：

设备简单，可生产质量均匀的普通球团矿，亦能生产熔剂性球团矿，可处理各种铁矿石，无须耐热合金材料。

缺点：

操作不当时，回转窑“结圈”。

单机生产能力大，最大单机产量：

6500~12000t\d,适用于大型生产

高

中

低

好

带式焙烧机具有适应性广、单机生产能力大等特点，但带式焙烧机投资及运行成本高，必须用高热值煤气和重油作燃料来保证焙烧气体中的氧化气氛，这使得带式焙烧机只能建在钢铁厂内，并受到煤气平衡、设备制造材料、总图布置和环保等诸因素的限制。

链箅机至回转窑工艺对原料适应性强，具有生产规模大，球团矿强度高、质量均匀、能耗及生产成本低等特点，燃料不但可用煤气和重油，而且可使用100％煤粉，也可混合使用两种燃料，实现球团矿生产大型化要求，随着系统规模的加大，规模效益特别明显。

近年来，链箅机至回转窑的生产能力将逐步达到或超过竖炉生产能力，成为中国球团矿生产的主要生产工艺。

为适应精料技术和合理炉料结构的要求，正在积极筹建或扩大链箅机至回转窑生产球团矿的产能。

球团矿生产中的主要设备：

（1）圆盘造球机：

将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一50°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。

圆盘造球机功率在15~55kw/h。

（2）带式焙烧机：

带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程——干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。