本发明属于冶金设备，具体涉及一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺。
背景技术：
1、我国是世界上铁矿石资源相对丰富的国家，但可供开发利用的资源短缺。我国的铁矿石资源总体呈现以下特征：一是铁矿石资源品位较低；二是贫矿多，富矿少，贫矿资源储量占总储量的 80%；三是中小型矿多，大型、特大型矿少；四是矿石类型复杂，难利用的铁矿多。
2、受我国铁矿石资源利用率低等因素影响，国内钢铁企业从国外大量进口铁矿石
3、立足我国铁矿石平均品位低、贫矿占比高、矿石利用难度大的资源现状，除大力找矿外，采用技术手段提高难选难利用铁矿石的综合利用水平也是提高我国铁矿石自给率、降低对外依存度的重要手段。
4、高硅矿属于难选难利用铁矿石中较为典型的一类铁矿石，国内分布较为广泛，但利用率普遍较低，主要原因一是高硅矿一般嵌布粒度较细，导致磨选成本高，二是高硅矿造块入高炉冶炼时，需要配加大量石灰石以调整碱度，导致石灰石消耗量的大幅增加和冶炼成本的上升，所以采用“高炉-转炉”法工艺处理高硅难选矿是不现实的。
5、国内此类铁矿资源较多，若能将此类资源制备成金属化球团并稳定供给高炉，将有效盘活现有红矿难选资源，提高高炉产能、降低焦比，实现低成本利用以上资源，并能够使铁料中的sio2物尽其用、化害为利，缓解国内部分钢铁企业酸性炉料短缺的问题，极大的提高我国的铁矿资源自给水平，为我国钢铁产业未来的发展提供资源保障。
6、
技术实现思路
1、本发明采用高硅难选矿通过弱磁选工艺富集制备高硅铁精矿，高硅铁精矿经烘干后与煤粉、粘接剂混匀后制备成含煤球团，在回转窑内通过煤基氢冶金技术加工成酸性金属化球团，酸性金属化球团作为高炉炼铁的优质炉料进行使用，预还原球团供高炉后可降低焦比，提升高炉产能，有效提升高硅难选矿资源的利用率。
2、一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺，其主要包括以下步骤：
3、（1）高硅难选矿弱磁选预处理：高硅难选矿采用球磨机或棒磨机磨至-200目占比80%以上，采用滚筒式弱磁选机进行磁选，产出tfe品位50%以上、sio2含量15%以上的高硅铁精矿。
4、（2）球团制备：采用滚筒烘干机将铁精矿水分烘干至3%以内后，将铁精矿、煤粉、粘接剂充分混匀后，采用圆盘造球机制备成12-25mm含煤球团。
5、其中，铁精矿：煤粉：粘接剂的质量比为100:（6-10）:（2-4），煤粉粒度0-1mm占比90%以上，挥发分10-15%，固定碳70%以上，煤粉采用兰炭粉、褐煤、烟煤、残炭或无烟煤。
6、（3）球团还原：制备完成的含煤球团经链篦机烘干并预热至150℃以上后，与系统循环使用的残炭混合，从回转窑窑尾入窑，并从窑头抛入高挥发分煤强化窑内冶金还原气氛，球团入窑后在固态下完成冶金还原过程，得到金属化率80%以上、抗压强度2500n以上的酸性金属化球团，并从回转窑窑头排出；高挥发分煤的挥发分含量30%以上、固定碳含量40%以上的粒煤，高挥发分煤采用烟煤、褐煤或高挥发分的生物质制品。
7、（5）烟气处理：从回转窑排出的700℃左右高温烟气通过余热锅炉、空气换热器回收余热；从空气换热器置换出的200℃左右的热风部分作为铁精矿的烘干热源，部分进入混风装置后制备150℃左右的低温风供链篦机含煤球团干燥；通过链篦机收集的除尘灰返回原料系统进行配料。
8、球团在回转窑内经历了如下过程 ：
9、（1）球团与残炭入窑后，首先进入物料预热区，与窑内高温烟气进行热交换，温度不断升高。
10、（2）球团与残炭组成的混合物料温度升高至600℃后，进入低温氢冶金反应区，此时球团内配煤挥发分开始热解产生h2，并与球团内部达到冶金还原温度的表层铁氧化物发生冶金反应，生成产物h2o与料层内部的碳反应，发生h2o气化碳的反应生成h2和co，生成的h2再与铁氧化物发生反应，球团内配煤挥发分消耗完成之前，上述过程会循环耦合发生。
11、（3）球团内配煤挥发分消耗殆尽时，球团温度已经达到900℃以上，此时物料到达碳冶金反应区，料层内部主要发生co还原铁氧化物的碳冶金反应，生成产物co2与料层内部的高温碳反应，生成co，生成的co再与铁氧化物发生反应，上述过程在窑内持续一段时间后会逐渐减弱。
12、（4）随着碳冶金反应的持续进行，物料中氧元素含量会逐渐减少，料层内部以co2气化碳为核心的冶金还原反应越来越弱，此时物料温度达到1050℃以上，进入高温氢冶金反应区，此区域混合物料与窑头抛入的高挥发分煤相遇，煤充分热解产生大量h2，开始发生以h2o气化碳为核心的氢冶金反应，通过此区域的还原，球团金属化率可达到80%以上。
13、（5）混合物料离开高温氢冶金反应区后，进入物料冷却区，此区域冶金还原反应很弱，窑头进入的助燃风在物料冷却过程中温度不断升高，到达高温氢冶金反应区后作为高温助燃剂使用，混合物料料温降低至900-1000℃后，从回转窑窑头排出。高温氢冶金反应区、碳冶金反应区通过窑背风机供入二次风，以拓宽高温区区间，降低局部高温区温度。
14、本发明的有益效果：
15、1、该工艺降低了高硅矿使用的质量要求，高硅难选矿选矿过程中磨矿粒度相对较粗，选比较高，高硅铁精矿加工成本更低，资源利用率更高，为此类资源的有效利用创造了条件；
16、2、该工艺采用煤基氢冶金回转窑工艺处置高硅铁精矿，造块过程勿需配加石灰石等熔剂，对高炉入炉铁品位没有影响，可在较大程度上增加高炉冶炼过程中此类资源的配加比例，拓宽了高硅难选矿资源的利用空间。
17、3、该工艺制备的酸性金属化球团，可作为高炉优质酸性炉料进行使用，使用后可降低其他酸性料的配加比例，降低高炉焦比、燃料比以及铁水成本。
1.一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺，其特征在于，从回转窑排出的700℃左右高温烟气通过余热锅炉、空气换热器回收余热；从空气换热器置换出的200℃左右的热风部分作为铁精矿的烘干热源，部分进入混风装置后制备150℃左右的低温风供链篦机含煤球团干燥；通过链篦机收集的除尘灰返回原料系统进行配料。
3.一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺，其特征在于，铁精矿：煤粉：粘接剂的质量比为100:（6-10）:（2-4）。
4.一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺，其特征在于，煤粉粒度0-1mm占比90%以上，挥发分10-15%，固定碳70%以上，煤粉采用兰炭粉、褐煤、烟煤、残炭或无烟煤。
5.一种高硅难选矿煤基氢冶金回转窑制备酸性金属化球团工艺，其特征在于，高挥发分煤的挥发分含量30%以上、固定碳含量40%以上的粒煤，高挥发分煤采用烟煤、褐煤或高挥发分的生物质制品。
