專利名稱：旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于化工冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
沸騰爐焙燒硫鐵礦制硫酸是應(yīng)用上百年的成熟技術(shù)，現(xiàn)在仍被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的硫酸生產(chǎn)行業(yè)。沸騰爐所使用的硫鐵礦礦石多數(shù)為含S30％-45％，粒度小于6mm的普通硫鐵礦，得到的煙氣含塵250g-350g/m3，燒渣含S0.5％-2％，含鐵40％-55％。由于煙氣含塵量大，后來(lái)的除塵工作壓力大，成本高，燒渣含硫高，含鐵低，鐵的綜合利用困難。
采用選礦方法將硫鐵礦提純，獲得含硫鐵礦礦物大于90％，粒度小于1mm的硫鐵礦粉，雖然利用沸騰爐焙燒可得到含鐵大于60％，含硫小于0.5％的燒渣，但該燒渣作為煉鐵原料時(shí)，結(jié)構(gòu)松散、多孔，燒結(jié)強(qiáng)度低，粉化嚴(yán)重，不利于高爐煉鐵，且0.5％的含硫量仍然偏高。沸騰爐原料粒度太細(xì)時(shí)，煙氣含塵量更大，不利于后來(lái)的除塵處理。硫鐵礦粉含硫高，粒度細(xì)，燃燒速度快，發(fā)熱量大，焙燒溫度控制困難，容易出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。所以，對(duì)于含硫品位高，粒度細(xì)的硫鐵礦粉，盡管沸騰爐焙燒可以進(jìn)行，但已不再是一種好的方法。針對(duì)硫鐵礦粉的性質(zhì)，開(kāi)發(fā)一種新的焙燒技術(shù)與方法，對(duì)提高焙燒效率，充分利用鐵、硫資源具有重要意義。
旋風(fēng)爐在火電廠的煤粉燃燒中是應(yīng)用多年的成熟設(shè)備，由于燃燒速度快，燃燒強(qiáng)度高，燃燒完全，煙氣含塵量小，液態(tài)排渣給操作和環(huán)境控制帶來(lái)了很多好處，所以在火電行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。然而用旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦至今沒(méi)有得到應(yīng)用，主要原因是工業(yè)應(yīng)用的硫鐵礦含硫品位低，其中包含了大量的石英、三氧化鋁等高硬度、高熔點(diǎn)的脈石礦物，原料粒度一般在-6mm，粒度粗，當(dāng)采用旋風(fēng)爐燃燒時(shí)，燃燒不完全，高速的旋流運(yùn)動(dòng)造成旋風(fēng)爐內(nèi)壁嚴(yán)重磨損，旋風(fēng)爐不能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。對(duì)于硫鐵礦粉，已經(jīng)沒(méi)有大于1mm的礦粒，-0.074mm和-0.045mm含量高，燃燒速度快，發(fā)熱量大，燒渣熔點(diǎn)低，旋流運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)爐壁的磨損小，采用旋風(fēng)爐燃燒已成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)硫鐵礦粉，提供一種旋風(fēng)爐焙燒產(chǎn)生制硫酸用的低塵SO2，同時(shí)利用液態(tài)渣生產(chǎn)鐵塊礦的方法。通過(guò)配料、混合、焙燒、液態(tài)渣冷卻固化工藝，得到含硫低、含鐵高、堿度和粒度符合煉鐵要求的鐵塊礦。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)1、配料(1)原料硫鐵礦粉+熔劑+返渣硫鐵礦粉含硫鐵礦礦物的重量百分含量大于90％，礦粒粒度小于1mm，水分的重量百分含量不大于16％。
熔劑為含SiO2或CaO+MgO的礦物，粒度小于1mm。
返渣為從硫鐵礦燒渣破碎產(chǎn)物中篩出的-5mm的細(xì)顆粒燒渣經(jīng)再破碎至小于1mm，與除塵裝置中排除的燒渣粉塵的合并物。
(2)配料比例硫鐵礦粉∶熔劑∶返渣＝100∶A(或B)∶C(或C1)其中A＝100(RD-A1)/A2(1)B＝100[(A1/R)-B1]/B2(2)C＝0～3.33S-A-100 (3)C1＝0～3.33S-B-100(4)式中R-鐵塊礦要求的堿度，R＝(CaO+MgO)/SiO2＝0.7-1.5；A-100千克硫鐵礦粉中需要加入的含CaO+MgO的礦物重量；A1-硫鐵礦粉中CaO+MgO的重量百分含量；A2-加入的熔劑礦物中CaO+MgO的重量百分含量；B-100千克硫鐵礦粉中需要加入的含SiO2的礦物重量；B1-硫鐵礦粉中SiO2的重量百分含量；B2-加入的熔劑礦物中SiO2的重量百分含量；C-加入熔劑為CaO+MgO時(shí)，100千克硫鐵礦粉中加入的返渣的重量；C1-加入熔劑為SiO2時(shí)，100千克硫鐵礦粉中加入的返渣的重量；S-硫鐵礦粉的含硫品位。
以鐵塊礦要求的具體堿度R為依據(jù)，按R＝(CaO+MgO)/SiO2計(jì)算，當(dāng)硫鐵礦粉中CaO+MgO的重量百分含量不足時(shí)，使用(1)、(3)式計(jì)算需加入的CaO+MgO的量；當(dāng)硫鐵礦粉中SiO2的重量百分含量不足時(shí)，使用(2)、(4)計(jì)算需加入的SiO2的量。
(3)混料返渣、含SiO2或CaO+MgO的礦物熔劑，與含水不大于16％的硫鐵礦粉按上述的配料比例在混合機(jī)中攪拌混合均勻?；旌狭虾趾秃蚱肺粸镋1=100E10000+100A+100C-EA-EC×100%---(5)]]>E1=100E10000+100B+100C1-EB-EC1×100%---(6)]]>S1=S100+A+C×100%---(7)]]>S1=S100+B+C1×100%---(8)]]>式中E-硫鐵礦粉水分的重量百分含量；E1-混合料水分的重量百分含量；S1-混合料的含硫品位。
添加熔劑為CaO+MgO時(shí)，用(5)、(7)式計(jì)算混合料水分的重量百分含量和含硫品位，添加熔劑為SiO2，用(6)、(8)式計(jì)算混合料水分的重量百分含量和含硫品位。
2、旋風(fēng)爐焙燒(1)旋風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)焙燒硫鐵礦混合配料的旋風(fēng)爐，安裝傾斜角度為0-90°，旋風(fēng)筒的長(zhǎng)度與直徑的比值L/D＝4-6，根據(jù)硫鐵礦的粒度、含硫品位通過(guò)試驗(yàn)確定，確保燒渣含硫不大于0.2％。
(2)旋風(fēng)爐焙燒過(guò)程及控制的工藝條件硫鐵礦粉經(jīng)配料后的混合料的焙燒在水冷的旋風(fēng)筒中進(jìn)行。300-450℃的預(yù)熱空氣以40-150m/s的速度切向給入旋風(fēng)筒內(nèi)，沿旋風(fēng)筒內(nèi)壁形成旋流，硫鐵礦粉混合料以切向或軸向或割向給入旋風(fēng)筒內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)空氣流的帶動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)以1200-1450℃的溫度燃燒，過(guò)量空氣系數(shù)1.1-1.2，旋風(fēng)筒一次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分?jǐn)?shù)10-20％，旋風(fēng)筒二次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分?jǐn)?shù)80-90％。燃燒反應(yīng)為(硫鐵礦為黃鐵礦時(shí))，(硫鐵礦為磁黃鐵礦時(shí))，燃燒的渣呈熔融液態(tài)，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下沿筒壁作螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有燃燒完全的硫鐵礦顆粒繼續(xù)燃燒，直至液態(tài)渣從出渣口排出，經(jīng)冷卻固化得到鐵塊礦。燃燒反應(yīng)生成的含SO2的氣體為焙燒煙氣，煙氣中的細(xì)粒燒渣遇到捕渣管后被部分捕集進(jìn)入液態(tài)渣池，隨液態(tài)渣從出渣口排出。經(jīng)過(guò)捕渣管后的煙氣含塵小于60g/m3，經(jīng)除塵、凈化得含塵小于10mg/m3的SO2煙氣進(jìn)入硫酸系統(tǒng)制硫酸。
液態(tài)渣的冷卻固化可以采取以下三種方式1)液態(tài)渣從出渣口流出時(shí)，用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的自然溫度的空氣噴吹，使燒渣冷卻固化后的粒度小于40mm。對(duì)固化燒渣進(jìn)行篩分，小于5mm的細(xì)粒燒渣作為返渣，5-40mm的塊狀燒渣就是合格的鐵塊礦。
2)液態(tài)渣從出渣口流出后，自然冷卻固化，再用破碎機(jī)破碎成-40mm，篩出-5mm細(xì)粒燒渣作為返渣，篩上5-40mm的塊狀燒渣就是合格鐵塊礦。
3)液態(tài)渣直接流進(jìn)水箱，在0～100℃水的急冷作用下形成粒化水淬渣，這種渣可作為直接還原煉鐵的原料。
除塵系統(tǒng)排出的細(xì)?；以鳛榉翟祷嘏淞舷到y(tǒng)配料。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明同時(shí)完成了硫鐵礦制酸的焙燒任務(wù)，硫鐵礦制鐵礦的脫硫任務(wù)和鐵粉礦的燒結(jié)任務(wù)；2、硫鐵礦粉在旋風(fēng)爐中燃燒時(shí)，燃燒溫度高，硫的燒出率高，燒渣含硫可低達(dá)0.2％以下，達(dá)到煉鐵原料對(duì)含硫量的要求；3、硫鐵礦粉在旋風(fēng)爐中燃燒，燒渣為液態(tài)渣，經(jīng)冷卻固化后可得粒度符合煉鐵要求的鐵塊礦，省去了細(xì)粒燒渣的燒結(jié)過(guò)程；4、控制硫鐵礦粉的雜質(zhì)含量，可使燒渣鐵塊礦的含鐵品位大于60％，滿足高爐煉鐵的需要；5、通過(guò)硫鐵礦粉的配料處理，可根據(jù)煉鐵需要獲得不同酸堿度的鐵塊礦、中性(自熔性)鐵塊礦；6、煙氣含塵量遠(yuǎn)小于沸騰爐煙氣的含塵量，減輕了后來(lái)的煙氣除塵的壓力和成本。液態(tài)排渣也減輕了粉塵帶來(lái)的環(huán)境污染。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一1、配料
(1)原料硫鐵礦粉+熔劑+返渣硫鐵礦粉含硫鐵礦礦物為黃鐵礦，黃鐵礦礦物含量為96％，含硫品位S＝51.26％，SiO2的重量百分含量為B1＝1.2％，CaO+MgO的重量百分含量為A1＝0.5％，礦粒粒度為-0.074mm90％，水分E＝12％。
熔劑為CaO，粒度小于1mm。
返渣為從硫鐵礦燒渣破碎產(chǎn)物中篩出的-5mm的細(xì)顆粒燒渣經(jīng)再破碎至小于1mm，與除塵裝置中排除的燒渣粉塵的合并物。
(2)配料比例鐵塊礦要求的堿度R＝1。
硫鐵礦粉∶CaO∶返渣＝100∶A∶C＝100∶0.7∶25(3)混料返渣、CaO，與硫鐵礦粉按上述的配料比例在螺旋混合機(jī)中攪拌混合均勻?；旌狭虾諩1＝9.79％，總的混合料含硫品位S1＝40.78％。
2、旋風(fēng)爐焙燒(1)旋風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)焙燒硫鐵礦混合配料的旋風(fēng)爐，傾斜角度為90°，為立式旋風(fēng)爐。旋風(fēng)筒的長(zhǎng)度與直徑的比值L/D＝5。
(2)旋風(fēng)爐焙燒控制的工藝條件300-400℃的預(yù)熱空氣以90-120m/s的速度切向給入旋風(fēng)筒內(nèi)，硫鐵礦混合料燃燒溫度為1300-1450℃，過(guò)量空氣系數(shù)1.2，旋風(fēng)筒一次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分比15％，旋風(fēng)筒二次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分比85％。液態(tài)渣從出渣口排出，用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的自然溫度的空氣噴吹，使燒渣冷卻固化后的粒度小于40mm。對(duì)固化燒渣進(jìn)行篩分，小于5mm的細(xì)粒燒渣作為返渣，5-40mm的塊狀燒渣就是堿度為1的自熔性合格的鐵塊礦。除塵系統(tǒng)排出的細(xì)?；以鳛榉翟祷嘏淞舷到y(tǒng)配料。
3、取得的主要技術(shù)指標(biāo)鐵塊礦含F(xiàn)e65.53％，含S0.15％，進(jìn)入制酸系統(tǒng)的煙氣含SO2符合制酸標(biāo)準(zhǔn)，含塵小于10mg/m3。
實(shí)施例二1、配料
(1)原料硫鐵礦粉+熔劑+返渣硫鐵礦粉含硫鐵礦礦物為磁黃鐵礦，磁黃鐵礦礦物含量為95％，含硫品位S＝37.53％，SiO2的重量百分含量為B1＝1.2％，CaO+MgO的重量百分含量為A1＝1.0％，礦粒粒度為-0.074mm95％，水分E＝11％。
熔劑為石灰石+白云石，含CaO+MgO的重量百分含量為A2＝44％，粒度小于1mm。
返渣為除塵裝置中排除的燒渣粉塵。
(2)配料比例鐵塊礦要求的堿度R＝1.1。
硫鐵礦粉∶石灰石+白云石∶返渣＝100∶A∶C＝100∶0.73∶24(3)混料返渣、石灰石+白云石，與硫鐵礦粉按上述的配料比例在螺旋混合機(jī)中攪拌混合均勻?；旌狭虾諩1＝9.02％，總的混合料含硫品位S1＝30.09％。
2、旋風(fēng)爐焙燒(1)旋風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)焙燒硫鐵礦混合配料的旋風(fēng)爐，傾斜角度為0°，為臥式旋風(fēng)爐。旋風(fēng)筒的長(zhǎng)度與直徑的比值L/D＝4。
(2)旋風(fēng)爐焙燒控制的工藝條件350-450℃的預(yù)熱空氣以100-150m/s的速度切向給入旋風(fēng)筒內(nèi)，硫鐵礦混合料燃燒溫度為1200-1300℃，過(guò)量空氣系數(shù)1.1，旋風(fēng)筒一次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分比20％，旋風(fēng)筒二次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分比80％。液態(tài)渣從出渣口排出，直接流進(jìn)水箱，在0～100℃水的急冷作用下形成?；F礦。
除塵系統(tǒng)排出的細(xì)?；以鳛榉翟祷嘏淞舷到y(tǒng)配料。
3、取得的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?；F礦含F(xiàn)e66.21％，含S0.2％，進(jìn)入制酸系統(tǒng)的煙氣含SO2符合制酸標(biāo)準(zhǔn)，含塵小于10mg/m3。
實(shí)施例三1、配料(1)原料硫鐵礦粉+熔劑+返渣硫鐵礦粉含硫鐵礦礦物黃鐵礦和磁黃鐵礦，硫鐵礦礦物含量為90％，含硫品位S＝44％，SiO2的重量百分含量為B1＝1.5％，CaO+MgO的重量百分含量為A1＝1.2％，礦粒粒度小于1mm，-0.074mm含量50％，水分E＝16％。
熔劑為含SiO2的粘土礦，粒度小于1mm。
返渣為從硫鐵礦燒渣破碎產(chǎn)物中篩出的-5mm的細(xì)顆粒燒渣經(jīng)再破碎至小于1mm，與除塵裝置中排除的燒渣粉塵的合并物。
(2)配料比例鐵塊礦要求的堿度R＝0.8。
硫鐵礦粉∶粘土礦∶返渣＝100∶B∶C＝100∶0∶30(3)混料返渣與硫鐵礦粉按上述的配料比例在螺旋混合機(jī)中攪拌混合均勻?；旌狭虾諩1＝12.78％，總的混合料含硫品位S1＝33.85％。
2、旋風(fēng)爐焙燒(1)旋風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)焙燒硫鐵礦混合配料的旋風(fēng)爐，傾斜角度為20°，為臥式旋風(fēng)爐。旋風(fēng)筒的長(zhǎng)度與直徑的比值L/D＝6。
(2)旋風(fēng)爐焙燒控制的工藝條件350-400℃的預(yù)熱空氣以40-100m/s的速度切向給入旋風(fēng)筒內(nèi)，硫鐵礦混合料燃燒溫度為1250-1350℃，過(guò)量空氣系數(shù)1.15，旋風(fēng)筒一次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分比10％，旋風(fēng)筒二次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分比90％。液態(tài)渣從出渣口排出，自然冷卻固化，再用破碎機(jī)破碎成-40mm，篩出-5mm細(xì)粒燒渣作為返渣，篩上5-40mm的塊狀燒渣就是堿度為0.8的合格鐵塊礦。
除塵系統(tǒng)排出的細(xì)粒灰渣作為返渣返回配料系統(tǒng)配料。
3、取得的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鐵塊礦含F(xiàn)e61.40％，含S0.2％，進(jìn)入制酸系統(tǒng)的煙氣含SO2符合制酸標(biāo)準(zhǔn)，含塵小于1Omg/m3。
權(quán)利要求
1.一種旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，其特征在于，原料為硫鐵礦粉+熔劑+返渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，其特征是，所述的硫鐵礦粉是含黃鐵礦或磁黃鐵礦的礦粉，黃鐵礦、磁黃鐵礦或黃鐵礦加磁黃鐵礦在原料中的重量百分含量大于或等于90％，粒度小于1mm，水分的重量百分含量不大于16％；所述的熔劑是CaO+MgO或SiO2，其加入量根據(jù)鐵塊礦要求的堿度R＝(CaO+MgO)/SiO2＝0.7～1.5加以確定；所述的返渣是從硫鐵礦燒渣產(chǎn)物中篩出的-5mm的細(xì)粒燒渣再破碎至-1mm，與除塵裝置中排出的燒渣粉塵合并而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1～2中任一項(xiàng)所述的旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，其特征是，當(dāng)硫鐵礦粉中CaO+MgO的重量百分含量不足時(shí)，原料配比為，硫鐵礦粉∶熔劑∶返渣＝100∶A∶C，式中A＝100(RB1-A1)/A2，是100千克硫鐵礦粉中需要加入的含CaO+MgO的礦物重量，C＝0～3.33S-A-100，是100千克硫鐵礦粉中需要加入的返渣重量，B1是硫鐵礦粉中SiO2的重量百分含量，A1是硫鐵礦粉中CaO+MgO的重量百分含量，A2是加入的熔劑礦物中CaO+MgO的重量百分含量，S是硫鐵礦粉的含硫品位；當(dāng)硫鐵礦粉中SiO2的含量不足時(shí)，原料配比為，硫鐵礦粉∶熔劑∶返渣＝100∶B∶C1，式中B＝100[(A1/R)-B1]/B2，是100千克硫鐵礦粉中需要加入的含SiO2的礦物的重量，C1＝0～3.33S-B-100，是100千克硫鐵礦粉中需要加入的返渣的重量，B2是加入的熔劑礦物中SiO2的重量百分含量。
4.一種旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，其特征是，用以焙燒權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所配制原料的旋風(fēng)爐的設(shè)計(jì)參數(shù)是，安裝傾斜角度為0-90°，旋風(fēng)筒的長(zhǎng)度與直徑的比值L/D＝4-6；控制的技術(shù)工藝條件是，空氣預(yù)熱溫度300 450℃，流速40-150m/s，爐內(nèi)燃燒溫度1200-1450℃，過(guò)量空氣系數(shù)1.1-1.2，旋風(fēng)筒一次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分?jǐn)?shù)10-20％，旋風(fēng)筒二次風(fēng)量占總風(fēng)量的體積百分?jǐn)?shù)80-90％。產(chǎn)出的液態(tài)渣冷卻固化得到鐵塊礦，含SO2的煙氣含塵小于10mg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，其特征是，所述的硫鐵礦粉的混合料給入旋風(fēng)筒內(nèi)的方向?yàn)榍邢蚧蜉S向或割向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，其特征是，所述的液態(tài)渣處理方法為(1)液態(tài)渣從出渣口流出時(shí)，用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的自然溫度的空氣噴吹，使液態(tài)渣冷卻固化后的粒度小于40mm，對(duì)固化燒渣進(jìn)行篩分，小于5mm的細(xì)粒燒渣作為返渣，5-40mm的塊狀燒渣就是合格的鐵塊礦；(2)液態(tài)渣從出渣口流出后，自然冷卻固化，再用破碎機(jī)破碎成-40mm，篩出-5mm細(xì)粒燒渣作為返渣，篩上5-40mm的塊狀燒渣就是合格鐵塊礦；(3)液態(tài)渣直接流進(jìn)水箱，在0～100℃水的急冷作用下形成粒化鐵礦。
全文摘要
一種利用旋風(fēng)爐焙燒硫鐵礦粉生產(chǎn)鐵塊礦的方法，包括含硫鐵礦礦物大于90％的硫鐵礦粉、含CaO+MgO或SiO
文檔編號(hào)C22B1/00GK1632140SQ200410079649
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者文書(shū)明 申請(qǐng)人:昆明易明興礦冶設(shè)備有限公司, 昆明理工大學(xué)