本技術(shù)屬于冶金和煤化工，具體涉及一種硫鐵礦冶煉裝置。

背景技術(shù)：

1、硫鐵礦是主要礦石資源，主要成分是硫和鐵，主要用于制造硫磺和硫酸，副產(chǎn)品鐵氧化物利用率較低，造成鐵資源的流失和浪費。

2、專利cn1752229a公開了硫鐵礦冶煉工藝，添加“活性m”制球，采用“噴粉灼燒法”提取硫，專利cn102586618a公開了硫鐵礦的冶煉工藝，采用硫鐵礦熔池氧化冶煉技術(shù)；專利cn114277208a公開了一種硫鐵礦懸浮閃速冶煉裝置和方法，采用懸浮氧化熔煉爐、還原冶煉熔池以及煙氣處理裝置的三爐體冶煉裝置，以上技術(shù)存在流程復(fù)雜、能耗高、資源利用率低的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對目前硫鐵礦冶煉流程復(fù)雜、能耗高、資源利用率低的問題，本實用新型提供了

2、為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案：

3、一種硫鐵礦冶煉裝置，包括提硫單元和氣化冶煉單元，所述提硫單元包括儲礦罐、星型給料器、循環(huán)流化床、旋風(fēng)分離器、返料閥、制硫酸反應(yīng)器和星型排料器；

4、所述儲礦罐與循環(huán)流化床通過星型給料器連接，循環(huán)流化床底部設(shè)有進(jìn)氣口和排料口，所述排料口與星型排料器連接，星型排料器出口與氣化煉鐵爐連接，星型排料器排出的物料通過吹送氣送至氣化煉鐵爐；所述循環(huán)流化床頂部出口與旋風(fēng)分離器連接，旋風(fēng)分離器頂部出口連接制硫酸反應(yīng)器，底部出口通過返料閥連接循環(huán)流化床中下部；氧化劑分別連接循環(huán)流化床的底部進(jìn)氣口和返料閥的底部進(jìn)氣口；

5、所述氣化冶煉單元包括輸送罐和氣化煉鐵爐；所述的氣化煉鐵爐包括氣化段、熔池段和變徑段；所述氣化段頂部設(shè)有噴嘴，中上部設(shè)有若干礦粉進(jìn)口；所述熔池段設(shè)有合成氣出口、煤粉進(jìn)口、排渣口和鐵水口；所述變徑段設(shè)有若干氧氣進(jìn)口；所述的輸送罐與所述氣化煉鐵爐的噴嘴和煤粉進(jìn)口連接；氧氣分為兩路，分別連接噴嘴和氧氣進(jìn)口。

6、進(jìn)一步，所述礦粉進(jìn)口與氣化煉鐵爐垂直設(shè)置，沿圓周均勻分布，數(shù)量為2~8支。

7、進(jìn)一步，所述礦粉進(jìn)口的設(shè)置高度與頂部距離為h，氣化段內(nèi)徑為d，h:d為0.1~2。

8、進(jìn)一步，所述的氧氣進(jìn)口沿圓周均勻分布，數(shù)量大于2支，與氣化煉鐵爐軸向的夾角α為0~50°。

9、進(jìn)一步，所述的煤粉進(jìn)口沿圓周均勻分布，數(shù)量為2~8支，與氣化煉鐵爐軸向的夾角β為50~90°。

10、一種硫鐵礦冶煉裝置的硫鐵礦冶煉方法，包括以下步驟：

11、步驟1，將燃料與空氣通入循環(huán)流化床和氣化煉鐵爐，進(jìn)行點火烘爐；

12、步驟2，當(dāng)氣化煉鐵爐的溫度大于1300℃時停止燃料和空氣的供應(yīng)，通過輸送氣將煤粉輸送至氣化煉鐵爐，從頂部噴嘴和氧氣進(jìn)口通入氧氣與氣化煉鐵爐中的煤粉發(fā)生氣化反應(yīng)，生產(chǎn)還原氣；

13、步驟3，當(dāng)循環(huán)流化的溫度大于850℃時停止燃料供應(yīng)，采用星型給料器將硫鐵礦1送入循環(huán)流化床，再通入氧化劑進(jìn)行燃燒反應(yīng)；

14、步驟4，循環(huán)流化床生成的氣體攜帶礦粉進(jìn)入旋風(fēng)分離器，富含so2的氣體進(jìn)入制硫酸反應(yīng)器，從旋風(fēng)分離器下部排出的固體礦粉通過返料閥返回循環(huán)流化床；

15、步驟5，循環(huán)流化床下部排料口排出的鐵氧化物通過星型排料器排出，通過吹送氣輸送至氣化煉鐵爐的礦粉進(jìn)口，在氣化煉鐵爐氣化段的鐵氧化物與煤粉、還原氣發(fā)生反應(yīng)，大部分被還原為鐵；

16、步驟6，未反應(yīng)的碳和未還原的鐵氧化物進(jìn)入熔池段，氧氣與煤粉發(fā)生燃燒氣化反應(yīng)維持熔池段溫度，未還原的鐵氧化物與煤粉未轉(zhuǎn)化的殘?zhí)歼M(jìn)一步反應(yīng)生成鐵和合成氣；

17、步驟7，氣化煉鐵爐生產(chǎn)的合成氣排出界區(qū)，灰渣和鐵水經(jīng)過沉降分離后，灰渣從排渣口排出界區(qū)，鐵水從鐵水口排出送去煉鋼。

18、進(jìn)一步，所述硫鐵礦和所述煤粉的重量比為1~2：1，所述氧氣和煤粉的體積重量比為0.4~1.0nm3/kg。

19、進(jìn)一步，噴嘴煤粉量：熔池段煤粉量=1~10；噴嘴氧氣量：變徑段氧氣量=2~10。

20、進(jìn)一步，所述循環(huán)流化床的反應(yīng)溫度為900℃~1100℃，所述氣化煉鐵爐的氣化段和熔池段的溫度為1300℃~1600℃；所述循環(huán)流化床排出的鐵氧化物的溫度為800℃~1000℃。

21、進(jìn)一步，所述的還原氣包括co和h2；所述的合成氣中有效成分co+h2大于60%；所述的氧化劑為氧氣或空氣；所述的吹送氣為空氣或co2；所述的輸送氣為氮氣或co2。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型具有以下優(yōu)點：

23、1)?通過硫鐵礦硫的氧化反應(yīng)與鐵的還原反應(yīng)制備硫酸和鐵，提高資源利用效率；

24、2)?利用循環(huán)流化床硫氧化反應(yīng)產(chǎn)生so2的同時對于鐵氧化物進(jìn)行預(yù)熱，降低了后續(xù)鐵氧化物還原過程的能耗，實現(xiàn)氧化放熱-氣化還原吸熱的熱量耦合，降低整體工藝能耗。

25、3)?簡化制酸-氣化-煉鐵工藝流程，實現(xiàn)制酸與煉鐵的同步進(jìn)行，提高了運行穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品成本，減少了co2排放量。

技術(shù)特征：

1.一種硫鐵礦冶煉裝置，其特征在于：包括提硫單元和氣化冶煉單元，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫鐵礦冶煉裝置，其特征在于：所述的氧氣進(jìn)口（15-6）沿圓周均勻分布，數(shù)量大于2支，與氣化煉鐵爐（15）軸向的夾角α為0~50°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫鐵礦冶煉裝置，其特征在于：所述的煤粉進(jìn)口（15-8）沿圓周均勻分布，數(shù)量為2~8支，與氣化煉鐵爐（15）軸向的夾角β為50~90°。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種硫鐵礦冶煉裝置，屬于冶金和煤化工技術(shù)領(lǐng)域。本技術(shù)的硫鐵礦冶煉裝置，包括提硫單元和氣化冶煉單元，所述提硫單元包括儲礦罐、星型給料器、循環(huán)流化床、旋風(fēng)分離器、返料閥、制硫酸反應(yīng)器和星型排料器；所述氣化冶煉單元包括輸送罐和氣化煉鐵爐。

技術(shù)研發(fā)人員：李春玉,趙建濤,聶偉,郭良,曹國強(qiáng),巴忠仁,胡東海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240426
技術(shù)公布日：2024/12/23