如何采用沸騰爐法提高硫鐵礦的脫硫率

摘要：我國(guó)是世界上生產(chǎn)鋼鐵的大國(guó),每年都在國(guó)際市場(chǎng)上訂購(gòu)大量的鐵精礦,如果能將硫鐵礦燒渣用于鋼鐵生產(chǎn),這無(wú)疑對(duì)推動(dòng)我國(guó)硫鐵礦資源的綜合利用有重要的作用, 對(duì)緩解鐵礦市場(chǎng)的供求矛盾也有積極的意義。

關(guān)鍵詞： 沸騰爐；硫鐵礦；脫硫率

Abstract: China is a big country of the world's steel production, order a large number of iron ore concentrate each year on the international market, if the pyrite slag can be used in steel production, which will undoubtedly promote the comprehensive utilization of resources, also have a positive significance to alleviate the contradiction between supply and demand of the iron ore market.Key words: boiling furnace; pyrite; desulfurization rate

中圖分類號(hào)：TQ054+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言：

長(zhǎng)期以來,硫鐵礦一直被視為非金屬礦和硫資源,主要用于硫酸工業(yè)。按照傳統(tǒng)的制酸工藝,通常要求硫鐵礦中的硫含量為30% 左右即可用于硫酸生產(chǎn)。由于硫鐵礦的品位低,使燒渣中的鐵含量?jī)H為30% ~ 50% ,不能直接作為鋼鐵生產(chǎn)的原料。通常大部分燒渣作為固體廢棄物進(jìn)行堆填處理。實(shí)際上,硫鐵礦也是重要的鐵資源。據(jù)我國(guó)近年來的硫酸產(chǎn)量估計(jì),硫鐵礦制酸每年平均排出的燒渣量不僅對(duì)環(huán)境造成污染,而且造成大量鐵資源的浪費(fèi)。前人對(duì)硫鐵礦燒渣的綜合利用研究已有較多的報(bào)道,如用作水泥添加劑、鐵紅、鐵黃和鐵黑等顏料的原料等，但其利用率不到燒渣量的10% 。目前我國(guó)是世界上生產(chǎn)鋼鐵的大國(guó), 每年都在國(guó)際市場(chǎng)上訂購(gòu)大量的鐵精礦, 如果能將硫鐵礦燒渣用于鋼鐵生產(chǎn), 這無(wú)疑對(duì)推動(dòng)我國(guó)硫鐵礦資源的綜合利用有重要的作用, 對(duì)緩解鐵礦市場(chǎng)的供求矛盾也有積極的意義。

一、研究方法

工業(yè)上,硫鐵礦是在沸騰爐中處于流態(tài)化的狀態(tài)下進(jìn)行焙燒的,這種焙燒方式在實(shí)驗(yàn)室中很難實(shí)現(xiàn)。為了研究硫鐵礦的脫硫特性,采用對(duì)比法,即以云浮硫精礦的脫硫特性為基準(zhǔn)及脫硫率為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),假定在各種焙燒條件下,某種硫鐵礦脫硫率與云浮硫精礦脫硫率的相對(duì)大小是恒定的。在管式爐固定床中以相同的焙燒條件分別對(duì)云浮硫精礦和某種硫鐵礦進(jìn)行焙燒試驗(yàn),測(cè)定脫硫率,然后與云浮硫精礦的脫硫率進(jìn)行比較,參照云浮硫精礦在工業(yè)流態(tài)化焙燒時(shí)達(dá)到的脫硫率,用在管式爐中某種達(dá)到的脫硫率與云浮硫精礦脫硫率的相對(duì)大小來推斷某種硫鐵礦在沸騰爐中可能達(dá)到的脫硫率。

二、影響脫硫率的主要因素分析

1、通過實(shí)驗(yàn)證明，礦樣的粒度是影響脫硫率的主要因素。參照云浮硫精礦在工業(yè)制酸中的焙燒條件,選取單因素試驗(yàn)的基準(zhǔn)條件為礦樣平均粒度69 m(E),焙燒溫度1000℃,空氣流量1200 mL/min,焙燒時(shí)間5min。

2、空氣流量的影響

當(dāng)空氣流量小于1200 mL/min時(shí),各種硫鐵礦焙燒脫硫率隨空氣流量的提高而明顯增加，當(dāng)空氣流量在1200 mL/min以上時(shí),脫硫率基本穩(wěn)定在一定的數(shù)值上。在實(shí)際生產(chǎn)中,空氣流量過小會(huì)導(dǎo)致焙燒不充分,脫硫率下降,但空氣流量過大會(huì)導(dǎo)致過度的氧化氣氛使 Fe 氧化成Fe2O3 而不是Fe3O4,使燒渣中 Fe含量下降。所以把空氣流量控制在1200 mL /min時(shí)比較合適。

3、粒度的影響

在空氣流量1200mL/min,焙燒時(shí)間5min,焙燒溫度1000℃ 的條件下,云浮硫精礦在平均粒度為69m時(shí)的脫硫效果最好,平均粒度在大于 65m或小于75m時(shí),其脫硫率都會(huì)降低。新發(fā)礦在平均粒徑為96m,鋅源礦在平均粒徑為169 m,泰安礦在平均粒徑為83m,都川礦在平均粒徑為169m時(shí)的脫硫率接近或高于云浮硫精礦在69 m時(shí)的脫硫率。為達(dá)到云浮硫精礦的脫硫效果，各種礦源的硫鐵礦應(yīng)選擇在上述的粒度范圍內(nèi)才能單獨(dú)或與云浮硫精礦配礦使用。

4、焙燒時(shí)間的影響

在空氣流量1200mL/min,平均粒度69m,溫度1000℃的焙燒條件下,時(shí)間的整個(gè)試驗(yàn)范圍內(nèi),除鋅源、硫鐵礦脫硫率較低外,其余幾種硫鐵礦均接近或優(yōu)于云浮硫精礦的脫硫率。同時(shí)也表明,鋅源硫鐵礦不宜單一使用,需進(jìn)行配礦,以改善它的焙燒脫硫特性。

5、焙燒溫度的影響

在上述正交試驗(yàn)的所得基準(zhǔn)條件下,焙燒溫度硫鐵礦的脫硫率均隨焙燒溫度的升高而增加,云浮硫精礦的焙燒溫度在高于1000℃后略有下降。泰安礦在高于800℃時(shí)、都川礦在 1000℃附近時(shí)的脫硫率高于或接近云浮硫精礦的脫硫率。在工業(yè)生產(chǎn)中,過低的焙燒溫度會(huì)降低脫硫率,過高的溫度對(duì)沸騰爐的材質(zhì)有更高的要求,通常沸騰爐的焙燒溫度為 900~ 1000℃。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果,泰安礦和都川礦均可以在900~ 1000℃的條件下單獨(dú)使用或與云浮硫精礦配礦使用。

6、礦種的硫含量及配礦的脫硫特性根據(jù)以上分析,從滿足與云浮硫精礦脫硫率相當(dāng)?shù)慕嵌瓤紤],泰安礦在平均粒徑為83m,都川礦在169 m,空氣流量為1200 mL /min, 焙燒溫度為00~ 1000℃,焙燒時(shí)間為5min時(shí),可以達(dá)到云浮硫精礦的焙燒效果。但是,為了使燒渣能滿足鐵精礦的成分要求,各礦種在單獨(dú)使用時(shí),其硫含量必須達(dá)到云浮硫精礦的硫含量以上。為使硫含量提高,各礦樣必須進(jìn)行選礦處理。即使作配礦使用,硫含量越高,與云浮硫精礦搭配的份額就越大,才能更有利于本地資源的充分利用。

三、結(jié)論

1、用對(duì)比法在管式爐中對(duì)各種硫鐵礦進(jìn)行脫硫特性的研究是一種簡(jiǎn)單可行的方法?？梢杂迷聘×蚓V在工業(yè)生產(chǎn)中的脫硫效果和各種硫鐵礦與云浮硫精礦在管式爐中脫硫效果的相對(duì)值來估算某種。礦物在沸騰爐中可能達(dá)到的脫硫率。

2、在試驗(yàn)范圍內(nèi),礦樣的粒度是影響脫硫率的決定因素,實(shí)際生產(chǎn)中,可根據(jù)脫硫特性, 選擇能達(dá)到云浮硫精礦脫硫效果的礦種和粒度范圍。

3、各礦種單獨(dú)使用時(shí),需對(duì)礦樣進(jìn)行選礦,使硫含量達(dá)到云浮硫精礦的要求,其燒渣才能符合鐵精礦的標(biāo)準(zhǔn)。

作者簡(jiǎn)介：

姓名：李滿良出生年月：1982年9月性別：男籍貫：青海畢業(yè)院校：2005年7月畢業(yè)于青海大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)職稱：化學(xué)工程與工藝助理工程師