基于烧结机的焙烧锰矿的工艺的制作方法

1.本发明涉及冶金，特别是一种基于烧结机的焙烧锰矿的工艺。


背景技术：

2.锰的用途非常广泛，是一种非常重要的工业原料，在现代社会中，锰及其化合物在冶金、化工、轻工、医药、机械、国防和农业等行业应用越来越广泛。在有色冶金方面，锰矿可作为湿法冶炼中的氧化剂和有色冶金中的合金元素。
3.目前，国内锰系合金冶炼过程中普遍存在原料来源广、种类多、成分差别大等问题，而优质锰矿块矿几乎完全依赖进口，随着需求量增加，锰矿块矿价格不断攀升，高品位进口矿供不应求，导致锰系合金生产成本高。基于大型矿热炉冶炼硅锰合金的生产实践，通过提升高碱度碳酸锰矿的配入比例，优化配料模式，以期降低生产成本，改善生产经济技术指标。
4.但碳酸锰矿直接加入到矿热炉过程中，当炉料进入焦炭层(熔池)上方800至1000℃时，炉料中的碳酸盐矿物便开始分解，分解过程必然导致该矿炸裂、粉化现象，炉料透气性恶化，造成炉内压力增大。从而导致炉内正常温度梯度遭到破坏，部分炉料在熟料区开始熔化粘稠状,料面发红,高温气体从电极周围化料处冲出产生刺火、翻渣，严重时炉内大量的气体聚集会产生“喷爆”现象。
5.近年来随着国家对环保和钢铁产能的调整，越来越多的烧结机面临淘汰。如果将烧结厂拆除，重新建锰矿焙烧厂，则成本高，经济效益很低。因此，如何将淘汰烧结机改造为生产锰矿的设备成为新的研究热点。直接采用烧结机生产锰矿也可以，但需要将锰矿块破碎至锰矿粉，与粘结剂、燃料、熔剂等混合造球焙烧，但存在问题是：1、需要将锰矿破碎至200目的锰矿粉；2、原料多样，各物料性质不同，烧损不同，烧结后烧结矿成分偏差的，影响合金成分稳定，增大矿热炉焦粉配比。因此需要基于现有的烧结机开发新的锰矿焙烧系统，以解决目前的难题。


技术实现要素：

6.本发明旨在解决上述技术问题，从而提供一种基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，利用现有烧结机进行锰矿的焙烧，降低设备投入成本，提高资源利用率，同时降低锰矿烧结成本，节约投资。
7.本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：一种基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，包括如下步骤：s1、锰矿破碎、分选选出锰矿块矿，锰矿粉造球;s2、锰矿块矿输送至铺底铺边料装置的铺底铺边料仓，锰矿球输送至布料装置的锰矿球团料仓；s3、烧结机布料
烧结机的台车上进行锰矿块矿的铺底、铺边料铺设，在锰矿块矿上铺设锰矿球；s4、焙烧台车运行，锰矿块矿和锰矿球依次经过干燥段、预热段、焙烧段、均热段和一冷段，1）、干燥段进行干燥；2）、预热段的温度为750至900℃、预热时间为6-8min；3）、焙烧段的温度为1000至1200℃、焙烧时间为18-22min；4）、均热段的温度为1000℃，均热时间为3-4min；5）、一冷段的冷却时间为4-6min；s5、二次冷却焙烧后的锰矿进入冷却器，冷却时间为15-20min，冷却后的温度小于或等于 100℃；s6、二次冷却后的锰矿成品进入筛分工序。
8.采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，有益效果是：1、采用合适粒度的铺底铺边料 ，利用现有淘汰烧结机开发新的锰矿焙烧系统，一方面合理利用了废旧或者淘汰烧结机来生产锰矿，提高了资源利用率，同时降低了锰矿焙烧设备的成本，节约了投资，达到了提质增产的目的；2、经过焙烧后锰矿水分得到祛除，锰矿的高价氧化物在800-1100℃的高温条件下受热分解成低价氧化物，提高了入炉的品位，降低电炉内的二氧化碳，使炉内co含量上升，提高了电炉煤气热值，利于煤气后续使用；3、在烧结机末端设置一冷段 ，可以有效保护烧结机机尾料斗，延长后续设备的使用寿命；4、焙烧多样性，适用于焙烧锰块矿、锰矿球团或二者的组合。
9.进一步的，本发明的优化方案是：所述烧结机为带式烧结机。
10.所述干燥段包括鼓风干燥i段和鼓风干燥ii段，鼓风干燥i段的温度为350至450℃、干燥时间为2至3分钟，鼓风干燥ii段的温度为600℃、干燥时间为2至3min。
11.所述干燥段包括鼓风干燥段和抽风干燥段，鼓风干燥段的温度为400至500℃、干燥时间为2至3分钟，抽风干燥段的温度为600℃、干燥时间为2至3分钟。
12.所述冷却器为竖式冷却器。
13.所述冷却器的入料温度为450-550℃。
14.所述锰矿球团的粒度为8-16毫米、锰矿块矿的粒度为10-20毫米。
15.所述冷却器的冷却风管道与冷却风机的出风口连接，冷却器的热风通过竖冷除尘器、热助燃风机和预热管道与烧结机的烧嘴的助燃风管道连通。
16.所述焙烧段设有用于调节回热风温度的回热风机，回热风机的进口设有冷风调节阀。
17.所述预热段和焙烧段对应位置的热风罩上分别设有烧嘴，烧嘴的燃气输送管道和第二助燃风管道分别安装燃气调节阀和助燃风调节阀。
附图说明
18.图1是本发明实施例一的烧结机的焙烧系统的立体图；图2是本发明实施例一的烧结机的焙烧系统的热风系统图；图3是本发明实施例一的铺底铺边料装置与布料装置的立体图；图4是本发明实施例一的铺底铺边料装置与布料装置的主视图；图5是本发明实施例二的烧结机的焙烧系统的立体图；图6是本发明实施例二的烧结机的焙烧系统的热风系统图。
19.图中：烧结机1；铺底铺边料装置2；布料装置3；烧嘴4；天然气管道4-1；混合燃气管道4-2；机尾溜槽5； 助燃风机f01；预热助燃风机f02；竖冷冷风机f03； i冷段冷却风机f04；回热风机f05；主除尘风机f06；竖式冷却器6；竖冷除尘器c01；环境超低除尘器c02；脱硫脱硝装置7；烟囱8；烟罩9；锰矿球团料仓11；铺底铺边料仓12；第一电液插板阀13；第二电液插板阀14；锰矿布料溜槽15；铺边溜槽16；铺底溜槽17；鼓风干燥i段g01；鼓风干燥ii段g02；预热段y01；焙烧段p01；均热段j01；一冷段l01；第一大烟道ydl；烧结大烟道yd2；鼓干燥i段调节阀g01k；鼓干燥ii段调节阀g02k；抽风干燥段c02；抽风干燥段进风管c01j；第一抽风调节阀cfk；第二抽风调节阀cfj；预热段调节阀y01k；焙烧段调节阀p01k；燃气调节阀gk2；助燃风调节阀zk2；焙烧补风调节阀lk1；助燃补风调节阀lk2；燃气输送管道gs1；预热助燃风管道zr1；助燃风管道zr2；鼓风干燥i段出风管道g01c；鼓风干燥i段进风管道g01j；鼓风干燥ii段进风管道g02j；鼓风干燥ii段出风管道g02c；预热段出风管道y01c；焙烧段出风管道p01c；冷却i段进风管道l01j；冷却风管道l02j；出风管道l02c。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例进一步详述本发明。
21.实施例一(参见图1-图4)s1、锰矿破碎、分选选择菱锰块矿进行破碎，选出锰矿块矿，粒度为10-20毫米，锰矿粉造球，锰矿球团的粒度为8-16毫米；s2、锰矿块矿输送至铺底铺边料装置2的铺底铺边料仓12内，锰矿球团输送至布料装置3的锰矿球团料仓11。铺底、铺边的锰矿块矿料来自成品分级站，通过胶带机运送至铺底铺边料仓12，铺底铺边料仓12的仓上装设压头称重式料位计，控制铺底料胶带机的启停。铺底铺边料仓12的仓下设4个出料口，两个铺底料口均设置第一电液插板阀13，两个铺边料口均设置第二电液插板阀14，铺底溜槽17采用扇形自动调节的阀门控制铺底料厚度，铺边的锰矿块矿料通过调节铺边溜槽16侧面的挡板高来调整铺边料高度；锰矿球团来自原料系统，由胶带机输送至锰矿球团料仓11内，锰矿球团料仓11设有称重式料位计，控制锰矿原料胶带机的启停，锰矿布料溜槽15均采用升降式自动调节的阀门来控制锰矿料层的厚度；铺底铺边料装置2与布料装置3位于烧结机1的头部，烧结机1的尾部设有竖式冷却器6。烧结机1沿台车的运行方向依次分为鼓风干燥i段g01、鼓风干燥ii段g02、预热段y01、焙烧段p01、均热段j01和一冷段l01，鼓风干燥i段g01、鼓风干燥ii段g02、预热段y01、焙烧段p01、均热段j01和一冷段l01均的上方均设有烟罩9；
预热段y01和焙烧段p01均设有烧嘴4，烧嘴4的燃气口通过燃气输送管道gs1分别天然气管道4-1和混合燃气管道4-2连通，烧嘴4由助燃风机f01和助燃管道zr2提供助燃风,烧嘴4由安装在预热段y01和焙烧段p01的热风罩上的点火装置（图中未画出）控制。竖式冷却器6的冷却风管道l02j与冷却风机f03的出风口连接，竖式冷却器6的热风通过出风管道l02c进入竖冷除尘器c01，竖冷除尘器c01降尘后，经预热助燃风机f02加压，由预热助燃风管道zr1连接至烧嘴4的助燃风管道zr2，热助燃风机f02的出口安装助燃补风管且安装助燃补风调节阀lk2；烧结机1的一冷段l01与冷却i段进风管道l01j连通，冷却i段进风管道l01j与i冷段冷却风机f04的出风口连通。i冷段l01在靠近烧结机1的机尾处的热风经烧结机1上方的烟罩9进入均热段j01和焙烧段p01，焙烧段p01和均热段j01下方的各风箱通过各自的风箱支管连接至焙烧段出风管道p01c，多根风箱支管均安装焙烧段调节阀p01k，焙烧段出风管道p01c经回热风机f05加压后连接至第一大烟道ydl，回热风机f05的进口设有冷风调节阀，冷风调节阀用于调节回热风温度, 回热风机f05的进口安装焙烧补风调节阀lk1。第一大烟道ydl通过鼓风干燥i段进风管道g01j与鼓风干燥i段g01底部的进风口连通，第一大烟道ydl通过鼓风干燥ii段进风管道g02j与鼓风干燥ii段g02底部的进风口连通，鼓风干燥i段进风管道g01j和鼓风干燥ii段进风管道g02j分别安装鼓干燥i段调节阀g01k和鼓干燥ii段调节阀g02k；烧结机1的底部设有风箱，风箱出口与烧结机大烟道yd2采用管道连通。预热段y01下方的各风箱通过各自的风箱支管与预热段出风管道y01c连通，风箱支管均安装预热段调节阀y01k。鼓风干燥i段出风管道g01c、鼓风干燥ii段出风管道g01c和预热段出风管道y01c均连接至烧结大烟道yd2， 烧结大烟道yd2通过管道与环境超低除尘器c02连通，环境超低除尘器c02与主除尘风机f06连通，主除尘风机f06与脱硫脱硝装置7连通，脱硫脱硝装置7与烟囱8连通，合格的烟气由烟囱8排出。
22.s3、烧结机布料烧结机1的台车上进行锰矿块矿的铺底、铺边料均匀铺设，在锰矿块矿上均匀铺设锰矿球团，布料结构不仅提高料层的透气性，而且还使得高温烟气穿过料层到达烧结机台车的篦条和台车栏板时的温度降低，保护了烧结机台车，避免了高温破坏，即实现了采用较低耐温的烧结机来生产锰矿；s4、焙烧台车运行，锰矿块矿和锰矿球依次经过鼓风干燥i段g01、鼓风干燥ii段g02、预热段y01、焙烧段p01、均热段j01和一冷段l01，1）、干燥段进行干燥（a）鼓风干燥i段g01鼓风干燥i段g01内用 350℃至450℃的干燥气流进行干燥，除去锰矿球团的附着水，同时可以避免下部料层过湿。鼓风干燥i段g01所用热气流来自焙烧段p01及均热段j01，热气流通过回热风机f05和管路系统送往鼓风干燥i段g01，并在回热风管路上设冷、热风调节阀，以使热风温度控制在350℃至450℃。经过料层干燥后的废气，由环境超低除尘器c02除尘后通过主除尘风机f06经烟囱8排入大气，干燥时间为2-3min；
（b）鼓风干燥ii段g02鼓风干燥ii段g02采用来自焙烧段p01及均热段j01的风箱内回收的热废气，经回热风机f05引入鼓风干燥ii段g02的热风对料层进行干燥，使锰矿脱水、干燥，并可以承受预热段 600℃以上温度，干燥时间为2-3min；2）、预热段y01预热段y01的主要工艺作用是加热和升温，使锰矿内的化学水和碳酸盐分解及氧化反应，主要热源为来自烧结机预热段y01上的燃烧系统，燃烧系统设置燃气调节阀gk2和助燃风调节阀zk2，以便于控制预热段温度在750℃-900℃，使锰矿得到预热并具备一定强度，预热时间为6-8min；3）、焙烧段p01经过预热的锰矿进入焙烧段p01，经受烧嘴4供热所形成的 1000℃至1200℃焙烧气氛并进行硬化固结。烧嘴4燃烧所需的助燃风由助燃风机f01所提供的一次环境空气和来自竖式冷却器6的预热助燃热风所组成。经过焙烧后的锰矿达到所需强度，焙烧时间为18-22min；4）、均热段j01经过焙烧后的锰矿料层进入均热段j01后，锰矿料层在抽风处理下由 i 冷段l01上的烟罩9内的大于1000℃换热风对料层进行持续的温度均化，使料层不同高度的锰矿都保持在均衡的温度状态下，均热时间为3-4min；5）、i 冷段采用竖冷冷风机f03将环境风引入风箱并穿透锰矿料层，对经过焙烧的高温锰矿进行冷却换热，换热后1000℃左右的热风通过烟罩9及管道分别被送往均热段j01、焙烧段p01、预热段y01，冷却时间为4-6min；s5、二次冷却焙烧后的锰矿由烧结机1的出料口进入机尾料斗，机尾料斗设置在烧结机的卸料端，机尾料斗通过机尾溜槽5进入竖式冷却器6，竖式冷却器6的入料温度为450℃-550℃，冷却时间为15-20min，冷却后的锰矿温度小于或等于 100℃。经过换热后温度约为 300℃的热风从出风管道l02c经竖冷除尘器c01、预热助燃风机f02和管路系统输送至焙烧段p01及预热段y01燃烧系统做二次助燃风使用，并在管路上设冷风调节阀，以使控制助燃风的温度。
23.s6、二次冷却后的锰矿成品进入筛分工序。
24.实施例二(参见图5、图6)实施例二的烧结机1、铺底铺边料装置2、布料装置3、竖式冷却器6、脱硫脱硝装置7和烟囱8的结构与实施例一的结构相同。
25.s1、锰矿破碎、分选选择菱锰块矿进行破碎，选出锰矿块矿，粒度为10-20毫米，锰矿粉造球，锰矿球团的粒度为8-16毫米；s2、锰矿块矿输送至铺底铺边料装置2的铺底铺边料仓12内，锰矿球团输送至布料装置3的锰矿球团料仓11；s3、烧结机布料
烧结机1的台车上进行锰矿块矿的铺底、铺边料均匀铺设，在锰矿块矿上均匀铺设锰矿球团，布料结构不仅提高料层的透气性，而且还使得高温烟气穿过料层到达烧结机台车的篦条和台车栏板时的温度降低，保护了烧结机台车，避免了高温破坏，即实现了采用较低耐温的烧结机来生产锰矿；s4、焙烧台车运行，锰矿块矿和锰矿球依次经过鼓风干燥段g01、抽风干燥段c02、预热段y01、焙烧段p01、均热段j01和一冷段l01，1）、干燥段进行干燥（a）鼓风干燥段g01鼓风干燥i段g01内用 350℃至450℃的干燥气流进行干燥，除去锰矿球团的附着水，同时可以避免下部料层过湿。鼓风干燥i段g01所用热气流来自焙烧段p01及均热段j01，热气流通过回热风机f05和管路系统送往鼓风干燥i段g01，并在回热风管路上设冷、热风调节阀，以使热风温度控制在350℃至450℃。经过料层干燥后的废气，由环境超低除尘器c02除尘后通过主除尘风机f06经烟囱8排入大气，干燥时间为2-3min；（b）抽风干燥段c02抽风干燥段c02采用来自焙烧段p01的风箱内回收的热废气，经回热风机f05、第一大烟道ydl和抽风干燥段进风管c01j引入抽风干燥段c02的烟罩由上至下对料层进行干燥，使锰矿脱水、干燥，并可以承受预热段 600℃以上温度，干燥时间为2-3min，抽风干燥段进风管c01j安装第一抽风调节阀cfk和第二抽风调节阀cfj；2）、预热段y01预热段y01主要工艺作用是加热和升温，使锰矿内的化学水和碳酸盐分解及氧化反应，主要热源为来自烧结机预热段y01上的燃烧系统，燃烧系统设置燃气调节阀gk2和助燃风调节阀zk2，以便于控制预热段温度在750℃-900℃，使锰矿得到预热并具备一定强度，预热时间为6-8min；3）、焙烧段p01经过预热的锰矿进入焙烧段p01，经受烧嘴4供热所形成的 1000℃至1200℃焙烧气氛并进行硬化固结。烧嘴4燃烧所需助燃风由助燃风机f01所提供的一次环境空气和来自竖式冷却器6的预热助燃热风所组成。经过焙烧后的锰矿达到所需强度，焙烧时间为18-22min；4）、均热段j01经过焙烧后的锰矿料层进入均热段j01后，锰矿料层在抽风处理下由 i 冷段l01上的烟罩9内的大于1000℃换热风对料层进行持续的温度均化，使料层不同高度的锰矿都保持在均衡的温度状态下，均热时间为3-4min；5）、i 冷段采用竖冷冷风机f03将环境风引入风箱并穿透锰矿料层，对经过焙烧的高温锰矿进行冷却换热，换热后1000℃左右的热风通过烟罩9及管道分别被送往均热段j01、焙烧段p01、预热段y01，冷却时间为4-6min；s5、二次冷却焙烧后的锰矿由烧结机1的尾部通过机尾溜槽5进入竖式冷却器6，冷却器的入料
温度为450℃-550℃，冷却时间为12-15min，冷却后的温度小于或等于 100℃。经过换热后温度约为 300℃的热风从出风管道l02c经竖冷除尘器c01、预热助燃风机f02和管路系统输送至焙烧段p01及预热段y01燃烧系统做二次助燃风使用，并在管路上设冷风调节阀，以使控制助燃风温度。
26.s6、二次冷却后的锰矿成品进入筛分工序。
27.本发明能够做到整个焙烧、冷却的风系统只有一进一出，减少了排放点， 而且循环利用提高了热利用率，降低能耗，提质增效，减少环境污染。此外，各风箱支管管道、助燃风管道、燃气管道、鼓风干燥管道上等均设置风道调节阀，能够实现烟气量或燃气量的实时可调，并且在回热风管道、预热助燃风管道上均设有冷风调节阀可以调节烟气温度计烟气量，提高锰矿的成品率。
28.本发明工艺的锰矿焙烧后，锰块矿的总体烧损为28.1%，锰块矿爆裂指数为2.83%，分析结果表明，本发明工艺可脱除起重结晶水并分解99%以上的碳酸盐，保证锰矿或锰矿球团入炉后矿热炉能够稳定运行（各指标见锰矿化学成分分析表）。
29.成分tmntfesio2mgocaoal2o3na2ok2oscp焙烧前20.841.4119.976.847.724.030.750.380.327.890.05焙烧后31.562.4026.947.318.924.910.750.530.280.090.06以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

技术特征：
1.一种基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，包括如下步骤：s1、锰矿破碎、分选选出锰矿块矿，锰矿粉造球；s2、锰矿块矿输送至铺底铺边料装置的铺底铺边料仓，锰矿球输送至布料装置的锰矿球团料仓；s3、烧结机布料烧结机的台车上进行锰矿块矿的铺底、铺边料铺设，在锰矿块矿上铺设锰矿球；s4、焙烧台车运行，锰矿块矿和锰矿球依次经过干燥段、预热段、焙烧段、均热段和一冷段，1）、干燥段进行干燥；2）、预热段的温度为750至900℃、预热时间为6-8min；3）、焙烧段的温度为1000至1200℃、焙烧时间为18-22min；4）、均热段的温度为1000℃，均热时间为3-4min；5）、一冷段的冷却时间为4-6min；s5、二次冷却焙烧后的锰矿进入冷却器，冷却时间为15-20min，冷却后的温度小于或等于 100℃；s6、二次冷却后的锰矿成品进入筛分工序。2.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述烧结机为带式烧结机。3.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述干燥段包括鼓风干燥i段和鼓风干燥ii段，鼓风干燥i段的温度为350至450℃、干燥时间为2至3分钟，鼓风干燥ii段的温度为600℃、干燥时间为2至3min。4.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述干燥段包括鼓风干燥段和抽风干燥段，鼓风干燥段的温度为400至500℃、干燥时间为2至3分钟，抽风干燥段的的温度为600℃、干燥时间为2至3分钟。5.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述冷却器为竖式冷却器。6.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述冷却器的入料温度为450-550℃。7.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述锰矿球团的粒度为8-16毫米、锰矿块矿的粒度为10-20毫米。8.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述冷却器的冷却风管道与冷却风机的出风口连接，冷却器的热风通过除尘器、热助燃风机和预热管道与烧结机的烧嘴助燃风管道连通。9.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述焙烧段设有用于调节回热风温度的回热风机，回热风机的进口设有冷风调节阀。10.根据权利要求1所述的基于烧结机的焙烧锰矿的工艺，其特征在于：所述预热段和焙烧段对应位置的热风罩上分别设有烧嘴，烧嘴的燃气输送管道和第二助燃风管道分别安装燃气调节阀和助燃风调节阀。

技术总结
本发明公开了一种基于烧结机的焙烧锰矿的工艺。包括如下步骤：S1、锰矿破碎、分选；S2、锰矿块矿输送至铺底铺边料装置的铺底铺边料仓；S3、烧结机布料；S4、焙烧，1）、干燥段进行干燥；2）、预热段的温度为750至900℃、预热时间为6-8min；3）、焙烧段的温度为1000至1200℃、焙烧时间为18-22min；4）、均热段的温度为1000℃，均热时间为3-4min；5）、一冷段的冷却时间为4-6min；S5、二次冷却；S6、二次冷却后的锰矿成品进入筛分工序。本发明合理利用了废旧或者淘汰烧结机来生产锰矿，提高了资游利用率，同时降低了锰矿焙烧设备成本，节约了投资，达到了提质增产的目的。质增产的目的。质增产的目的。


技术研发人员：孙德岩 赵威 冯世平
受保护的技术使用者：唐山市磁石矿冶科贸有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/20