[發明專利]硫酸生產中的焙燒硫鐵礦方法

無效

• 申請號: 200910147659.9
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101585513A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 馮世凱;周超
• 申請（專利權）人: 周超;馮世凱
• 主分類號: C01B17/74
• 分類號: C01B17/74;C22B1/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余 剛;汪永生

技術領域

本發明涉及硫酸的生產方法，更具體地涉及在硫酸生產中焙燒 硫鐵礦的方法。

背景技術

硫鐵礦是硫化鐵礦物的總稱，它包括普通硫鐵礦、磁硫鐵礦、 含煤硫鐵礦、高砷高氟硫鐵礦、高鉛鋅硫鐵礦和高碳酸巖硫鐵礦等。 普通硫鐵礦主要成分為FeS₂。在中國，生產硫酸的主要原料是硫鐵 礦。

如圖1所示，在硫酸生產的硫鐵礦焙燒階段的一種常用實施方 式中，硫鐵礦從貯礦斗1給出，經過皮帶秤計量輸送至星形給料器 3，進入到沸騰爐4中焙燒，并從沸騰爐底部排出第一部分礦渣， 其中對沸騰爐第一次供風(從沸騰爐底部)和第二次供風(從沸騰 爐頂部)。從沸騰爐4出來的高溫爐氣夾帶著大部分礦渣進入廢熱 鍋爐5，在其中回收部分余熱，并排出第二部分礦渣，然后先后經 過旋風除塵器6和電除塵器除塵7以除去爐氣中的絕大多數礦渣， 其中，在各除塵器中均有礦渣(第三、第四礦渣等)排出。上述流 程中的各部分礦渣皆落入埋刮板輸送機10，被送往礦渣增濕器12 進行增濕降溫以便運輸。經除塵的主要由空氣成分(如氮氣)和二 氧化硫組成的爐氣再進入后面的凈化和制酸工序。

在現有的制硫酸工藝中，硫鐵礦焙燒的主要化學反應是二硫化 鐵的氧化，它分兩步進行，即FeS₂的熱分解和分解產物的氧化：

2FeS₂→FeS+S₂??????????(1)

S2(g)+2O₂→2SO₂????????(2)

FeS+3O₂→2FeO+2SO₂?????(3)

2FeO+0.5O₂→Fe₂O₃??????(4)

實際上，在產出的礦渣中存在著不同價態的鐵。在焙燒爐中氧 氣不足的情況下，礦渣中的部分鐵以FeO(II)形式存在，這時， 礦渣中會有至少部分的Fe₃O₄。在向沸騰爐足量供給空氣的情況下， 過程中生成的FeO或Fe₃O₄會被進一步氧化，得到Fe₂O₃(III)。由 于Fe₂O₃是無磁性物質，在實際生產中無法通過磁選從礦渣中分離 出來，只能作為礦渣而用作制造水泥的原料。而Fe₃O₄是一種兩種 價態共存的化合物(FeO·Fe₂O₃)，具有磁性。在焙燒硫鐵礦時得 到盡可能多的Fe₃O₄是本領域所希望的，因為它可以通過磁選法容 易地從礦渣中分離出來，作為生產含鐵材料的原料。

然而，為了得到Fe₃O₄，需要在氧氣量不足的情況下焙燒，這 會影響上述反應(2)的發生而在系統中產生大量的升華硫(S₂)。 升華硫的出現是硫酸生產中應盡力避免的，因為其易導致下游管路 的堵塞，常常要求頻繁的停工維修以疏通管路。因此，在現有的制 硫酸工藝中，總是在氧氣大量過量的情況下焙燒硫鐵礦，已避免在 焙燒段的下游出現升華硫的情況。為了這一目的，硫鐵礦中的鐵元 素因充分供氧的緣故幾乎全部被氧化成Fe₂O₃。

為了從礦渣中回收鐵元素，人們必須對焙燒渣附加一個額外的 處理步驟，以得到具有磁性的Fe₃O₄。但是這一處理工藝的成本是 昂貴的。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的用于生產硫酸的焙燒硫鐵礦的 方法，以便在礦渣中富含四氧化三鐵，提高礦渣的利用價值。

在本發明的用于硫酸生產中焙燒硫鐵礦的方法，包括：

-在沸騰爐中焙燒所述硫鐵礦，

-在廢熱鍋爐中回收部分礦渣余熱并實現礦渣降溫，

-在至少一個除塵器中進行除塵，以除去焙燒礦渣，其 特征在于：通過對所述沸騰爐實施第一次供風和/或第二次供 風，以在850-950℃之間的第一溫度進行所述焙燒，在500-750 之間的第二溫度在所述沸騰爐的下游進行至少一次第三次供 風，以便氧化在沸騰爐中產生的升華硫。