[發明專利]一種中低品位硫鐵礦綜合利用的方法

有效

• 申請號: 200910094019.6
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101457290A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 倪天銀
• 申請（專利權）人: 云南常青樹投資有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，特別是一種中低品位硫鐵礦全層開采循環綜合利用副產冶金優質復合脫氧、脫硫劑的方法。

背景技術

我國硫鐵礦資源豐富，占世界總儲量的10％，居第三位，但多以中低品位為主，富礦(≥35％)僅占總儲量的4％左右，平均地質品位17.68％。硫鐵礦是我國主要的硫資源，占硫資源總量的80％；硫鐵礦資源總量中單一硫鐵礦占53％，伴生硫鐵礦占27％。

我國六盤水經濟區硫鐵礦產于上二疊統含煤巖系中，巖系上部為海陸交替相含煤沉積；巖系下部則為硫鐵礦層，硫鐵礦產于淺灰-灰白色高嶺石粘土巖中，硫鐵礦中金屬礦物以黃鐵礦為主，白鐵礦次之，少量膠黃鐵礦，另有少量磁鐵礦、假象赤鐵礦和褐鐵礦；非金屬礦物以高嶺石為主，其次是石英、伊利石、綠泥石、碳質物、銳鈦礦和方解石等。我國硫鐵礦目前主要是洗選制硫精砂和土法生產硫磺用。

硫鐵礦生產硫精砂的主要選礦方法是浮選，其次為重選、磁選或浮-磁聯合選；據統計尾礦中還有15％～30％的黃鐵礦未選出，生產1噸硫精砂需原礦3～3.5噸，耗水10～15噸，一般產生廢渣2～2.5噸、廢水12噸，尾渣含硫常在7％以上，硫資源利用率不足58％；硫鐵礦尾礦其實就是與硫鐵礦共生的高鈦、鐵含黃鐵礦高嶺石粘土巖，可見采選的尾渣高嶺石含量近90％，是可供利用的重要再生資源，未得到利用不僅浪費了大量寶貴的資源，而且大量尾礦渣根本沒有力量進行處理，對當地的生態環境、工農業生產、人民身體健康造成了嚴重的危害，對周圍水域等環境造成了嚴重的污染。硫精砂生產產生的廢水污染水體，包括地表水和地下水導致水土生態環境嚴重破壞。硫鐵礦制硫精砂產品單一，產業鏈短，資源綜合利用率，既損失了礦資源效益又給當地的環境造成了嚴重污染，而且硫精砂在運輸和再加工過程中，二次污染嚴重。

土法煉硫方法硫收率低(實際一般只有38-40％)，嚴重污染環境，經濟效益和社會效益很差。1997年根據國務院有關規定對土法煉硫進行了整頓關停。

發明內容

本發明的目的是提供一種中低品位硫鐵礦全層開采循環綜合利用副產冶金優質復合脫氧、脫硫劑的方法。

本發明的目的是這樣實現的：生產中把硫鐵礦全層開采出來，經破碎后直接進入沸騰爐焙燒，得到二氧化硫氣體和燒渣。二氧化硫氣體用于進一步生產硫酸或還原制取硫磺；燒渣磁選鐵精粉或直接根據后續產品需要添加相應礦石成份，加入還原煤或焦炭及添加劑進行造球，碳熱還原生產冶金優質復合助劑。

具體方法是：將硫鐵礦全層開采出來，不經洗選直接進行粉碎，粉碎到4mm以下的物料經80℃-200℃烘干或自然堆放晾干，配制成含水小于6％、全硫16％以上的原料；將配制好的原料加入沸騰爐在750～1100℃進行沸騰焙燒，得到含二氧化硫6～15％的氣體和含硫1％以下的燒渣；含二氧化硫的氣體用于生產硫酸或生產硫磺；燒渣磁選鐵精粉或直接進行成份調整，燒渣成份調整是根據后續產品和熔融溫度需要添加金屬或非金屬礦物，如重晶石、石灰石或生石灰等，滿足后續產品的成分要求；再根據調整成份后的燒渣中各氧化物碳熱還原成單質金屬所需碳單質質量，加入該質量1.1～3倍的還原劑，即配入相應固定碳含量的煤或焦炭，再加入物料總重量0.4％～5％的粘接劑(即添加劑)，噴加物料總重量3％～8％的水混合均勻，壓制成球料，球料經80℃-200℃烘干或自然堆放晾干，使其含水小于6％備用；將干球料加入電熔煉爐中，加熱到1500～2000℃，球料中的鋁、硅、鈣、鈦、鋇氧化物被煤或焦炭中的固定碳還原成單質共晶液態合金從熔煉爐中放出，經冷卻固化后粉碎成25mm以下的顆粒，即為冶金優質復合合金助劑。

熔煉爐產生的高溫尾氣主要是二氧化碳，經除塵換熱降溫洗滌后達標排放；除塵得到的粉塵主要含三氧化二鋁，可作為煉鋁或制化學品氧化鋁的原料及提取金屬鎵，亦可返回與燒渣一起制球；換熱所得的熱源可以用來烘干原料和球料；尾氣亦可經余熱鍋爐進行熱能回收產生中高壓蒸汽供熱或發電，還可直接配氣調溫用于烘干原料和球料。原料沸騰焙燒可以是磁性和非磁性；若采用磁性焙燒，燒渣也可以先磁選鐵粉再進行配料經碳熱還原生產冶金優質復合合金脫氧、脫硫劑。若二氧化硫氣體用于還原生產硫磺，還原產生的煤渣亦可加入燒渣一起利用。

燒渣利用是以電熱熔煉爐為主要反應設備來完成燒渣的還原反應。燒渣的還原用焦碳或煤作為還原劑，其總反應概述如下：

2Al₂O₃+3C＝4AI+3CO₂↑