一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的方法和装置
阅读说明：本技术 一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的方法和装置 (Method and device for optimizing iron ore by gas coal double-base direct reduction and magnetic separation ) 是由 张雷 张凯玮 张妍琪 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及矿物资源节能综合利用技术领域,是一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的方法及装置；具体包括原料处理、利用气煤双基直接还原焙烧窑对物料和还原煤混合物进行还原焙烧；经过还原焙烧的铁矿颗粒物料进行冷却并依次经煤分离再利用系统、对辊研磨系统、雷蒙研磨系统、磁选优化系统得到优化铁精粉,优化铁精粉品位Fe＞78%；本发明解决了现有技术还原效率低、还原加热时间长、加热温度高、保温效果差的问题。(The invention relates to the technical field of energy-saving comprehensive utilization of mineral resources, in particular to a method and a device for optimizing iron ore by gas coal double-base direct reduction magnetic separation; the method specifically comprises the steps of treating raw materials, and carrying out reduction roasting on a mixture of the materials and the reduced coal by using a gas-coal double-base direct reduction roasting kiln; cooling the iron ore particle materials subjected to reduction roasting, and sequentially carrying out coal separation and recycling system, double-roller grinding system, Raymond grinding system and magnetic separation optimization system to obtain optimized iron concentrate powder, wherein the grade Fe of the optimized iron concentrate powder is more than 78%; the invention solves the problems of low reduction efficiency, long reduction heating time, high heating temperature and poor heat preservation effect in the prior art.)
技术领域
本发明属矿物资源节能综合利用直接还原技术领域，涉及气煤双基直接还原焙烧窑及矿物优选方法；具体涉及一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的方法和装置。
背景技术
直接还原铁是冶炼优质钢最佳的、不可或缺的残留元素稀释剂；现有直接还原工艺，一般要求还原铁原料含铁Fe>68.5%，自然界原料奇缺，自然原料难以满足规模生产直接还原铁原料需求；其次，现有气基竖炉还原工艺虽能耗355千克/吨＜高炉炼铁能耗的392千克/吨，但炉内结块、下料不畅通、热工难控、运行不稳定，已成现有气基竖炉还原工艺的致命弱点，致使气基竖炉工艺工业化生产应用屡屡受挫。而在焙烧工艺之后的分选工艺中，也常出现分选筛分处理不彻底，导致最后产品的铁含量不高。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的方法和装置。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的方法，包括以下步骤：
S1：原料处理：将氧化铁矿和还原剂煤分别经过筛分制粒干燥筛选，得到粒径3-40mm铁矿颗粒物料，将粒径5-10mm煤粒和粒径1-5mm再利用煤粒按照质量百分比8%和6%与铁矿颗粒物料混合，得到混合物料，混料物料的水分重量百分比＜10%。
S2：气煤双基直接还原焙烧：利用气煤双基直接还原焙烧窑对混合物料进行还原焙烧；所述焙烧窑包括窑体，所述窑体内由上至下设置有迂回的蛇形烟道，所述蛇形烟道从上到下分为三层，依次为：焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段；焙烧加热段内的焙烧加热温度为900-960℃；焙烧还原段内的焙烧还原温度为960-1030℃；所述焙烧预热段连接有烟气收集引风装置，所述焙烧预热段上方设置有预热料池，预热料池通过预热料管与焙烧预热段相连通，焙烧预热段的底部连通有垂直的落料通道，所述落料通道穿过焙烧加热段和焙烧还原段并与焙烧加热段和焙烧还原段相隔离；在焙烧还原段下方支撑有保温还原连接段；所述落料通道的底端连通有用于冷却物料的风冷管，风冷管内设置有还原气预热还原装置，所述还原气预热还原装置连接有还原气管路；所述风冷管上端外壁设置有送风预热器和冷却热风收集器。
焙烧还原段烟气温度达900-950℃时，将铁矿颗粒物料沿预热料池、预热料管和落料通道开始下料，下料速度为v1；同时向落料通道通入还原气，焙烧还原段烟气温度达980℃时，下料速度为v2；v2为v1的5-6倍；铁矿颗粒物料在预热料池中平铺堆积厚度为200-300mm；焙烧还原段烟气温度上升速度≤2℃/分钟。
S3：经过气煤双基直接还原焙烧的铁矿颗粒物料进入风冷管；得到还原焙烧后落入风冷管冷却至45-55℃。
S4：经过冷却的物料依次经煤分离再利用系统，分别得到还原物料和粒径1～5mm再利用煤粒。
S5：将还原物料依次经过对辊磨机、磁选机、筛分抽离装置、雷蒙磨机、提升机循环研磨、抽灰除尘装置、中磁精选装置，得到＞300目的优化还原铁精粉；优化还原铁精粉含Fe的重量百分比>78％。
优选的，经过冷却的焙烧物料通过导料叶轮控制下料，所述导料叶轮转速4-6转/小时。
优选的，所述的还原气为H2 或 CO。
优选的，所述还原气经过还原气预热还原装置（9）后并与焙烧料直接接触，充分吸收焙烧料冷却热能，还原气温度＞850℃。
优选的，所述还原剂煤的粒径＜10mm，含硫S＜0.6%，挥发份>8%。
优选的，送风预热器预热送风温度320～380℃。
优选的，焙烧预热段排出烟气温度为160～200℃。
一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的装置，包括原料处理系统、还原焙烧窑、煤分离再利用系统、循环研磨系统和磁选优化系统、烟气余热利用系统。
所述原料处理系统包括相连接的铁矿筛分制粒机和铁矿筛选机、相连接的煤筛分制粒机和煤筛选机，所述铁矿筛选机与煤筛选机分别连接至混料输出装置。
所述还原焙烧窑包括窑体，所述窑体内由上至下设置有迂回的蛇形烟道，所述蛇形烟道从上到下分为三层，依次为：焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段；所述焙烧预热段连接有烟气引风收集装置，所述焙烧预热段上方设置有预热料池，预热料池通过预热料管与焙烧预热段相连通，焙烧预热段的底部连通有垂直的落料通道，所述落料通道穿过焙烧加热段和焙烧还原段并与焙烧加热段和焙烧还原段相隔离；所述焙烧还原段连接有燃烧室的火咀；焙烧还原段内的焙烧加热温度为960-1030℃；所述落料通道的底端连通有用于冷却物料的风冷管，所述风冷管中上部设有还原气预热还原装置；所述还原气预热还原装置入口连通有还原气管路；还原气管路内的还原气压力为高于标注气压600-1200Pa；所述风冷管底部连接有输出提升装置。
所述煤分离再利用系统包括相连接的磁选装置和分离煤再利用装置，所述输出提升装置与磁选装置相连接。
所述循环研磨系统包括依次连接的对辊磨机、磁选机、筛分抽离装置、雷蒙磨机、离心抽离装置、提升机；所述磁选优化系统包括中磁精选装置。
所述磁选装置与对辊磨机相连接，所述离心抽离装置与中磁精选装置相连接；所述分离煤再利用装置与混料输出装置相连接。
进一步的，所述铁矿筛分制粒机通过烟气净化干燥装置与铁矿筛选机相连接；煤筛分制粒机通过烟气净化干燥装置与煤筛选机相连接；所述烟气引风收集装置与烟气净化干燥装置相连接。
进一步的，还包括除灰除尘系统，所述除灰除尘系统包括依次相连接的除灰除尘装置和静电除尘装置；所述的对辊磨机、离心抽离装置、中磁精选装置以及分离煤再利用装置分别与除灰除尘装置相连接。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
①铁矿和还原剂煤分别筛分制粒干燥，加热烟气引入烟气净化加热干燥装置，烟气流经原料颗粒空隙，烟气中的微尘及有害物被原料颗粒粘结吸附，微尘及有害物在筛选过程中顺便抽灰除去，原料颗粒成为烟气净化填料，烟气得到净化、环境友好、净化后烟气温度<60℃、环保投资减少，原料得到干燥，烟气余热利用效率明显提高，再经筛选得到颗粒物料。
②铁矿筛选过程顺便将铁矿中部分杂质（6%～10%）直接抽灰除去，焙烧加热能耗减少＞6%，生产过程环境友好。
③混料颗粒空隙还原接触面积增大、还原气容留空间充足、反应时间充分。
④混料颗粒空隙便于焙烧料吸收烟气热能水分迅速蒸发并随烟气及时排出，焙烧加热天然气消耗明显减少。
⑤混料颗粒空隙有利于还原反应、还原后气体自然上行及时逸出，还原气体浓度及时增高。
⑥混料颗粒空隙有利于还原后气体和过剩还原气在加热段、还原段溢入蛇形烟道，便于过剩还原气体与过剩空气在蛇形烟道及时充分燃烧、循环热能利用效率提高；也有利于落料通道内自然形成气煤双基充分对流还原反应。
2）对于气煤双基直接还原焙烧工艺：所述的气煤双基直接还原焙烧，焙烧加热烟气与落料还原各行其道，焙烧加热燃烧过氧充分，落料还原气体浓度充足过剩，避免了烟气对还原气体稀释造成还原气浓度不足。
落料颗粒空隙：还原气接触面增大、容留空间充足、反应时间充余，还原时间变频可调。
焙烧料冷却热能预热送风，预热送风温度>330℃，焙烧过程热能损失明显减少、焙烧料冷却效率提高、热能循环利用效率明显提高。
所述的气煤双基直接还原焙烧，还原温度控制在930±30℃低温还原，温度控制可做到小调、精调、微调。
所述的气煤双基直接还原焙烧窑排烟温度160℃～200℃，利用烟气余热对原料加热干燥，加热干燥后排出烟气温度<60℃，排烟热能损失明显减少。
所述气煤双基直接还原焙烧窑保温效果良好，窑外体温度接近常温，散热损失极大减少。
所述的气煤双基直接还原焙烧窑，加热烟气沿着蛇形烟道逐层自然加热上行，因而烟气引风动力消耗极小。
所述的气煤双基直接还原焙烧窑，焙烧料重力直下，因而叶轮控制落料动力消耗极小。
所述气煤双基直接还原焙烧，在焙烧还原过程中，焙烧混料随导料转速缓慢下行，还原气随焙烧料颗粒空隙预热加热还原缓慢上行，在落料通道内自然形成气基、煤基对流还原反应，还原后气体和过剩还原气从溢流口溢入蛇形烟道。
所述煤基对流还原：焙烧过程中，煤基还原剂煤随焙烧料颗粒在导料叶轮控制下自然缓慢下行，还原气随落料空隙还原加热缓慢上行，形成煤基对流还原反应。
气基对流还原：焙烧过程中，气基还原气体从冷却管中上部进入冷却管内，还原气随焙烧颗粒空隙预热还原自然缓慢上行，形成气基对流还原反应。
过剩还原气溢入蛇形烟道：过剩还原气与蛇形烟道内过剩空气及时充分燃烧，省去烟气处理设备投资和费用，焙烧过程烟气节能循环利用效率明显提高，焙烧加热能耗明显减少、减少排放环境友好。
利用焙烧料冷却热能预热送风，送风自身吸热能耗减少，焙烧料冷却热能循环利用，加热天然气消耗明显减少。
所述的蛇形烟道烟气容留空间大储热蓄能、两侧壁加热均匀，瞬时加热温度过高，可及时充分缓解。
所述焙烧加热：焙烧加热烟气沿所设置的还原段蛇形烟道、加热段蛇形烟道、预热段蛇形烟道，从下逐层蛇形自然加热缓慢上行，热交换效率明显提高。
焙烧料落入预热段落料通道，焙烧料与加热烟气直接接触，焙烧料充分吸收烟气热能，水分迅速蒸发并随烟气及时排出。
焙烧料落入加热段落料通道，还原后气体和过剩还原气从加热段溢流口溢入蛇形烟道，还原气体浓度及时增高，过剩还原气与蛇形烟道内过剩空气及时充分燃烧环境友好，环保投资减少，热能及时循环利用效率明显提高。
焙烧料落入还原段落料通道，还原后气体和过剩还原气从还原段溢流口溢入蛇形烟道，过剩还原气与蛇形烟道内过剩空气及时充分燃烧，过剩空气利用预热热风及时可调，污染排放减少环境友好。
焙烧料落入保温还原连接段落料通道,还原温度保持良好、还原气体浓度充足、还原时间充分，对流还原更加充分。
焙烧料落入风冷管道，焙烧料在导料叶轮转速4-6转/小时控制下冷却缓慢下行，导料叶轮旋转动力电耗极小；焙烧料在风冷管内自然风冷至50℃左右，避免了焙烧料再次氧化，磁选优化不用水，省去了水资源消耗，地域适应性强。
气煤双基直接还原焙烧，烟道内焙烧还原段与焙烧加热段之间设置有隔板，所述隔板末端向焙烧还原段内设置有凸缘；焙烧加热段与焙烧预热段之间设置有隔板，所述隔板末端焙烧加热段与焙烧预热段内对称设置有凸缘，有效保证了各段的温度。
气煤双基直接还原焙烧，还原焙烧过程还原温度、还原气浓度、还原时间分别控制，不仅各项控制参数间互相影响相对较弱，而且能够高度自然协调控制，铁矿在充分对流还原氛围中进行，热工控制精准易控。
本气煤双基直接还原焙烧过程内外预热加热、热能循环利用，焙烧加热天然气消耗明显减少，解决了现有技术还原效率低、还原加热时间长、加热温度高、保温效果差的问题；由于还原温度控制在930±30℃低温还原，因而焙烧料极易磨细，为进一步磁选优化提供了便利。
3）煤分离再利用：焙烧料经煤分离再利用系统得到还原物料，并得到粒径1～5mm再利用煤粒，分离煤粒循环利用焙烧加热能耗明显减少、循环节能利用效率明显提高。
4）循环研磨：所述的铁矿经气煤双基低温直接还原焙烧后，焙烧料极易磨细、杂质与还原铁分离极易，杂质灰尘及时磁选抽灰除去；焙烧还原料依次经对辊磨机、磁选机、筛分抽离装置、雷蒙磨机、离心抽离装置、提升机循环研磨磁选抽灰除尘，得到>300目还原物料。
5）磁选优化：将所述的>300目分离物料经中磁精选装置精选，得到含铁Fe>78%的优化铁精粉产品，为进一步生产还原铁提供了便利。
6）除灰除尘系统：除灰除尘系统不仅除灰除尘而且为磁选优化过程提供系统负压，静电除尘进一步提高除尘效率。
7）烟气余热利用：所述烟气引风收集装置将烟气引入烟气净化干燥装置，烟气净化、原料干燥，烟气余热循环利用、减少排放环境友好。
本发明适合处理各种类型氧化铁矿，各类氧化铁矿可混合焙烧，磁选优化不影响铁的回收率，采用本方法制备出的优化铁精粉品位Fe＞78%，有害杂质去除效果显著，除硫效率＞60%、除磷效率＞68%，解决了还原铁原料稀缺问题。
与现有国内外其它工艺相比，本发明工艺流程简短、灵活实用、节能高效、不粘结不结块、处理量大、产品质量稳定、相对投资小见效快，可边生产边发展，最后形成集约化大规模生产，可实现滚动爆发式增长发展等优点；因而，本发明工艺是一种优质低耗、节能高效的清洁节能直接还原绿色发展创新工艺，市场发展前景广阔，易于推广，由于综合能耗不足其他工艺的二分之一，节能发展潜力巨大，特别是改善钢铁产品质量结构和能源结构、摆脱焦煤资源对钢铁生产发展的羁绊，节能减排从源头做起更具优势。
附图说明
图1为本发明的气煤双基直接还原焙烧窑的结构主剖视示意图。
图2为图1中A-A面剖视示意图。
图3是本发明气煤双基直接还原磁选优化铁矿的装置连接示意图。
图中：1为窑体、2为预热料池、3为预热料管、4为落料通道、5为焙烧预热段、6为焙烧加热段、7为焙烧还原段、8为保温还原连接段、9为还原气预热还原装置、10风冷管、11为导料叶轮、12为导料平台、13为料仓、14为输出提升装置、15为保温密封缝隙、16为送风预热器、17为冷却热风收集器、18为支撑梁、19为垫环、20为支撑柱、21为布料机、22为蛇形烟道、23为温度监测装置、24为观火孔、25为燃烧室、26为加热段还原后气体溢流口、27为还原段还原后气体溢流口。
101为铁矿筛分制粒机，102为煤筛分制粒机，103为烟气净化干燥装置，104为铁矿筛选机，105为煤筛选机，106为混料输出装置；
301为磁选装置，302为分离煤再利用装置；401为对辊磨机、402为磁选机、403为筛分抽离装置、404为雷蒙磨机、405为离心抽离装置、406为提升机、501为中磁精选装置、502为优化铁精粉、601为除灰除尘装置、602为静电除尘装置、701为烟气引风收集装置。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例和附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
如图3所示，一种气煤双基直接还原磁选优化铁矿的装置，主要包括7个部分：原料处理系统、气煤双基直接还原焙烧窑、煤分离再利用系统、循环研磨系统、磁选优化系统、除灰除尘系统、烟气余热利用系统。
原料处理系统包括依次连接的铁矿筛分制粒机101、煤筛分制粒机102、烟气净化干燥装置103、铁矿筛选机104、煤筛选机105、混料输出装置106。铁矿筛分制粒机101通过烟气净化干燥装置103与铁矿筛选机104相连接；煤筛分制粒机102通过烟气净化干燥装置103与煤筛选机105相连接。铁矿筛选机104和煤筛选机105分别与混料输出装置106相连接。
气煤双基直接还原焙烧窑：如图1-2所示，其中：窑体1为空心壳体，窑体1内由上至下用砖砌有迂回的蛇形烟道22，蛇形烟道宽24厘米两侧壁加热均匀，蛇形烟道从上到下分为三层，依次为：焙烧预热段5、焙烧加热段6、焙烧还原段7，窑体1顶壁中部向窑体1内侧凹陷地设有预热料池2，预热料池2上方设有布料机21，混料输出装置106与布料机21相连接；经过原料处理系统的物料经过布料机21送至预热料池2；预热料池2底面均匀设有若干预热料管3，预热料池2通过预热料管3与焙烧预热段5相连通，焙烧预热段5的底部连通有垂直的落料通道4，落料通道4穿过焙烧加热段6和焙烧还原段7并与焙烧加热段6和焙烧还原段7相隔离；落料通道4底端连通有用于冷却物料的风冷管10，所述风冷管中上部设有还原气预热还原装置9；所述还原气预热还原装置9并连通有还原气管路，所述还原气预热还原装置9的还原气出口设置在风冷管10的上端并朝向落料通道4。还原气预热还原装置9为落料通道4内提供还原气；还原气管路内的还原气压力为600-1200Pa；在位于风冷管10上端外壁设置有送风预热器16和冷却热风收集器17；送风预热器16入口一端与冷却热风收集器17，另一端与燃烧室25的火咀。在位于焙烧加热段6和焙烧还原段7处的落料通道4上部侧壁分别均匀设有加热段还原后气体溢流口26和还原段还原后气体溢流口27。焙烧还原段7连接有燃烧室25的火咀。焙烧还原段7侧壁设置有观火孔24，在观火孔24上方设置有温度监测装置23。
其中，所述焙烧还原段7与焙烧加热段6之间设置有隔板，隔板末端向焙烧还原段7内设置有凸缘。焙烧加热段6与焙烧预热段5之间设置有隔板，所述隔板末端焙烧加热段6与焙烧预热段5内对称设置有凸缘。所述窑体1侧壁与预热料池2之间以及窑体1侧壁与焙烧系统之间设置有连通的保温密封缝隙15。在焙烧还原段7下方支撑有保温还原连接段8，保温还原连接段8下方与窑体1底面之间设有支撑梁18，所述窑体1底面下方设置有垫环 19，所述垫环 19与地面之间设有支撑柱20。
风冷管10末端下方设有导料叶轮11，导料叶轮11下方设有导料平台12，所述导料平台12下方设有料仓13，料仓13下方设有输出提升装置14。
从窑体1送出的物料被输出提升装置14送至煤分离再利用系统，煤分离再利用系统包括磁选装置301和分离煤再利用装置302。
循环研磨系统包括依次连接的对辊磨机401、磁选机402、筛分抽离装置403、雷蒙磨机404、离心抽离装置405、提升机406；磁选优化系统包括中磁精选装置501；
磁选装置301与对辊磨机401相连接，离心抽离装置405与中磁精选装置501相连接；经过中磁精选装置501精选出优化铁精粉502。分离煤再利用装置302与混料输出装置106相连接。
除灰除尘系统包括依次相连接的除灰除尘装置601和静电除尘装置602；对辊磨机401、离心抽离装置405、中磁精选装置501以及分离煤再利用装置302分别与除灰除尘装置601相连接。
烟气余热利用系统为烟气引风收集装置701，烟气引风收集装置701一端与蛇形烟道相连接，另一端与烟气净化干燥装置103相连接。
铁矿筛分制粒机101，用于将氧化铁矿经过筛分制粒准备干燥。煤筛分制粒机102是将还原煤经筛分制粒准备干燥。
烟气净化干燥装置103：利用气煤双基直接还原焙烧窑烟气余热，烟温160～200℃、焙烧料冷却热风作为备用热源；烟气分别流经原辅材料颗粒空隙，烟气得到净化、原辅材料颗粒成为烟气净化填料得到干燥、烟气净化环保投资减少、烟气净化后排烟温度<60℃、烟气余热损耗减少、烟气余热利用效率显著提高；使原辅材料颗粒水分重量百分比＜10%。
铁矿筛选机104：将干燥铁矿破碎筛选得到得到粒径3～40毫米铁矿颗粒，顺便将粒径<3毫米粉矿中杂质灰尘抽灰除去，干燥粉矿返回再制粒便于制粒生产进行，生产过程环境友好，为焙烧还原提供合格原料。
煤筛选机105：将干燥还原煤筛选得到粒径5～10毫米煤粒，干燥粒径<5毫米粉煤返回与湿煤筛分制粒机102再制粒，便于制粒生产进行。
混料输出装置106：将所述得到的3～40毫米铁矿颗粒、得到的5～10毫米煤粒按比例8%、粒径1～5mm再利用煤粒按比例6%，三料混匀得到混合物料，并输入气煤双基直接还原焙烧窑的布料机21的入料口。
2）气煤双基直接还原焙烧：
所述气煤双基直接还原焙烧的方法按以下步骤进行：
①将3～40mm铁矿颗粒混料经布料机21装满焙烧窑落料通道4，铁矿颗粒混料在预热料池2中平铺堆积厚度为200～300mm；启动燃烧室25的火咀，加热烟气，烟气升温速度≤2℃/分钟，蛇形烟道内各段温度通过温度监测装置23监测，待还原段烟道烟气温度达900℃时，缓慢开启导料叶轮11以1转/小时开始下料，同时缓慢开启气基还原气管路9的调节总阀门开始供气，还原气体气压随升温升速调至焙烧料所需充分还原范围，气压调节范围：还原气体气压高于标注气压600-1200Pa；随焙烧料还原温度升温升速，还原段蛇形烟道温度升至980℃时，下料转速调整至6转/小时左右。
②焙烧料落入焙烧预热段5：在预热段还原落料通道与蛇形烟道处于同一空间，焙烧料充分吸收烟气热能，水分迅速蒸发并随烟气排出，排烟温度160～200℃。
③焙烧料落入焙烧加热段6：加热段落料通道4与蛇形烟道22已相隔，加热段落料通道侧壁上部设有加热段还原气溢流口26；焙烧料随导料转速缓慢下行，还原气随焙烧料颗粒空隙对流还原加热上行，还原后气体从溢流口溢入蛇形烟道,落料通道内还原气体浓度及时增高，过剩还原气与蛇形烟道内过剩空气及时充分燃烧，省去过剩还原气处理设备和费用环境友好，焙烧天然气消耗明显减少、烟气排放减少，过剩还原气节能循环利用效率明显提高。
④焙烧料落入还原段：还原段落料通道4与蛇形烟道22已相隔，避免了烟气对还原气的稀释，还原气浓度根据要求及时可调；还原段蛇形烟道宽24厘米两侧壁储热蓄能加热均匀，瞬时温度过高可及时缓解；加热烟气随蛇形烟道逐层自然加热上行；加热燃烧过氧充分，加热温度预热送风可调，还原温度掌控在930±30℃，焙烧料随导料叶轮转速自然下落变速可调，对流还原时间充分。
⑤焙烧料落入保温还原连接段：还原温度保持良好、还原气体充足，焙烧料以6转/小时经过（还原段+保温段）＞6小时，焙烧料所需还原时间3小时，还原时间充余，焙烧对流还原氛围充分。
⑥还原气从冷却管10中上部进入冷却管内，还原气随颗粒空隙缓慢预热还原上行，落料通道内自然形成气基对流还原反应。
⑦焙烧料落入风冷管10，自然风冷避免再氧化风险，在风冷管外侧上部设置有送风预热器16和冷却热风收集器17，焙烧料冷却热能利用使热风温度进一步提高，预热送风温度一般在330～380℃，因而，热风自身吸热能耗显著减少，试验表明加热天然气消耗相对减少＞18%，焙烧料冷却至50℃左右，冷却效率提高，焙烧还原过程中热能循环利用效率显著提高。
⑧焙烧料风冷后在导料叶轮11控制下，穿过导料平台12落入焙烧料仓13中。
⑨焙烧料经输出提升装置14输入煤分离再利用系统；
⑩本气煤双基直接还原焙烧不仅形成了充分高效的对流还原反应，而且低温还原焙烧料极易磨细、杂质分离极易，为进一步磁选优化提供了便利。
3）煤分离再利用系统：焙烧料经磁选装置301磁选得到还原物料；并将煤分离。分离煤经分离煤再利用装置302得到粒径1～5mm可再利用煤粒，便于循环再利用和二次分离。
4）对辊磨机401：对辊磨机循环研磨将还原物料磨细至200目以上。磁选机402：循环磁选将杂质及时分离减少加工能耗。筛分抽离装置403：循环筛分将200目以上还原物料及时抽离。雷蒙磨机404：所述200目以上还原物料，再经雷蒙磨机循环研磨将还原物料磨细至300目以上。离心抽离装置405：经离心抽离装置405将磨细至300目以上磨细还原物料灰尘及时除去，得到300目以上还原物料。提升机406：提升机405循环提升便于循环研磨磁选抽灰生产进行。
5）磁选优化系统：中磁精选装置501：将所述得到的300目以上还原物料经中磁精选装置501精选得到Fe>78%的优化铁精粉502。优化铁精粉502检验入库，为相关企业提高质高价优原料。
6）除灰除尘系统：除灰除尘装置601不仅抽灰除尘、去除杂质减少引风机磨损，还为磁选优化过程提供系统负压环境友好。静电除尘装置602：静电除尘进一步提高除尘效率。
7）烟气余热利用系统：烟气引风收集装置701：将所述的气煤双基直接还原焙烧产生的烟气收集，引入烟气净化干燥装置103对原料进行加热干燥。
具体的：
实施例1
某氧化铁矿含铁Fe42.87%（重量百分比）。按以下步骤进行：
①原料处理：将氧化铁矿Fe42.87%原料和还原剂煤分别筛分制粒干燥筛选，分别得到粒径3～40毫米氧化铁矿颗粒和粒径5～10毫米煤粒，将5～10毫米煤粒按比例8%、粒径1～5mm再利用煤粒按比例6%与3～40毫米氧化铁矿颗粒混匀，得到混合物料，混料水分重量百分比＜10%。
②气煤双基直接还原焙烧：将3～40毫米氧化铁矿颗粒混料在气煤双基直接还原焙烧试验窑中焙烧，气基还原气体气压控制在高于标注气压1000Pa，还原段还原温度控制在930℃左右，导料叶轮转速6转/小时左右，得到焙烧还原物料。
③煤分离再利用：将得到的焙烧料还原物料经磁选装置磁选，煤分离得到还原物料；分离煤经分离煤再利用装置，得到粒径1～5mm再利用煤粒。
④循环研磨磁选：将得到的还原物料依次经对辊磨机、磁选机、筛分抽离装置、雷蒙磨机、离心抽离装置、提升机，循环研磨磁选抽灰除尘，得到300目以上还原物料。
⑤磁选优化：将得到的300目以上还原物料经中磁精选装置精选，得到优化铁精粉：Fe80.35%、含磷P0.012%、含硫0.016%；其它杂质含量满足还原铁生产要求。
⑥吨矿能耗：焙烧加热天然气标煤耗68.36千克/吨矿、磁选优化电耗63度/吨矿。
实施例2
某铁矿含铁Fe48.63%（重量百分比）。按以下步骤进行：
①原料处理：将氧化铁矿Fe48.63%原料和还原剂煤分别筛分制粒干燥筛选，分别得到粒径3～40毫米铁矿颗粒和粒径5～10毫米煤粒，将5～10毫米煤粒按比例8%、粒径1～5mm再利用煤粒按比例6%与3～40毫米氧化铁矿颗粒混匀，得到混合物料，混料水分重量百分比＜10%。
②气煤双基直接还原焙烧：将3～40毫米氧化铁矿颗粒混料在气煤双基直接还原焙烧试验窑中焙烧，气基还原气体气压控制在高于标注气压 600 ～ 1200Pa，还原段还原温度控制在930℃左右，导料叶轮转速6转/小时左右，得到焙烧还原物料。
③煤分离再利用：将得到的焙烧料还原物料经磁选装置磁选，煤分离得到还原物料；分离煤经分离煤再利用装置，得到粒径1～5mm再利用煤粒。
④循环研磨磁选：将得到的还原物料依次经对辊磨机、磁选机、筛分抽离装置、雷蒙磨机、离心抽离装置、提升机，循环研磨磁选抽灰除尘，得到300目以上还原物料。
⑤磁选优化：将得到的300目以上还原物料经中磁精选装置精选得到优化还原铁精粉：Fe80.35%、含磷P0.012%、含硫0.016%；其它杂质含量满足还原铁生产要求。
⑥吨矿能耗：焙烧加热天然气标煤耗67.31千克/吨矿、磁选优化电耗61度/吨矿。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
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