硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法

2023-04-27 09:53:11 1

專利名稱：硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法
技術領域：
本發明提供一種硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，屬於資源綜合利用技術領域。
背景技術：
北京礦冶研究總院王忠利用迴轉窯硫化揮發法對錫中礦中錫資源的回收進行了研究，發現迴轉窯硫化揮發法處理大廠浮選錫中礦高矽物料，在綜合試驗條件下，錫揮發率98%，焙球殘錫0.14%,硫化揮發效果較好，且焙燒球團中加人配比為15%的石灰，可提高球團強度，減少球團人窯後的粉化，同時可提高焙燒溫度，有利於錫的順利揮發。柳州華錫集團來賓冶煉廠韋成果對含錫富渣煙化爐硫化揮發過程進行了研究，研究中採用塊狀硫精礦作揮發劑、煙粉煤作燃料，經優化工藝處理後，棄渣含錫可降至0.2%以下。昆明冶金研究院的彭建榮、左以專以石膏做硫化劑對含錫物料硫化還原過程的動力學進行了研究，其在研究中指出各錫物相被硫化成SnS的反應熱力學推動力不論以何種硫化劑硫化都按Sn02、SnO、Sn0.SiO2, Sn的順序遞減，且研究結果表明，各錫相硫化揮發所要求的適宜氣氛還原強度並不相同，其中Sn02、SnO、Sn0.SiO2三者硫化所要求的還原強度稍強於金屬Sn。工業生產中通常使用的硫化劑為黃鐵礦，其價格低廉，且來源廣泛。黃鐵礦化學式FeS2，是提取硫、製造硫酸的主要礦物原料。純FeS2理論含硫量可達53.3%。加熱時發生熱離解反應:
FeS2 — FeS+l/2S2(I)
高鐵低錫原礦中錫的硫化揮發脫除是利用SnS在高溫下具有相當大蒸汽壓的性質，使物料中的錫轉變為SnS揮發而富集於煙塵中。反應中以黃鐵礦FeS2為硫化劑，過程中涉及的主要反應:
FeS2 — FeS+l/2S2(I);
SnO+FeS=FeO+SnS 丨(2);
2Sn0+3/2S2=2SnS 丨 +SO2 丨(3);
Sn+1/2 S2=SnS 丨(4);
而硫化產物SnS在高溫下的蒸汽壓較大，見下表:
權利要求
1.一種硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，其特徵在於經過下列各步驟: (1)將高鐵低錫原礦、硫化劑與還原劑分別乾燥、研磨至150 250目，按硫化劑:原礦的質量比為1: 5 50、還原劑:原礦的質量比為1: 5 50在原礦中加入硫化劑和還原齊U，再混合均勻； (2)將步驟(I)所得置於1000 1300°C下，並同時通入流量為0.2 lL/min的惰性氣體，保溫20 SOmin進行硫化揮發處理；然後改換成通入流量為0.2 lL/min的氧化性氣體，保溫20 80min進行煤基直接還原； (3)將步驟(2)反應期間形成的高溫煙氣經常規冷卻、收塵處理回收其中的錫資源，煙氣再通過常規除塵和洗滌除去有害氣體，達到排空要求後排入大氣， 剩餘物料冷卻後即得到海綿鐵。
2.根據權利要求1所述的硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，其特徵在於:所述步驟(I)中的硫化劑為FeS2、FeS、S、石膏中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，其特徵在於:所述步驟(I)中的還原劑為粉煤、油、焦炭粉中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的惰性氣體為氮氣或氬氣。
5.根據權利要求1所述的硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的氧化性氣體為空氣、富氧空氣或氧氣。
全文摘要
本發明提供一種硫化揮發直接還原法處理高鐵低錫礦獲得海綿鐵的方法，將高鐵低錫原礦、硫化劑與還原劑分別乾燥、研磨，在原礦中加入硫化劑和還原劑，再混合均勻；置於1000～1300℃下，並同時通入流量為0.2～1L/min的惰性氣體，保溫20～80min進行硫化揮發處理；然後改換成通入流量為0.2～1L/min的氧化性氣體，保溫20～80min進行直接還原；反應期間形成的高溫煙氣經常規冷卻、收塵處理回收其中的錫資源，剩餘物料冷卻後即得到海綿鐵。利用錫易於硫化揮發性對高鐵低錫礦進行處理，可以降低錫的含量，並回收錫，提高了錫資源的綜合回收率。同時進行煤基直接還原，生產高品位海綿鐵，縮短工藝流程，提高了鐵資源的綜合利用率。
文檔編號C21B13/00GK103088181SQ201310018940
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者王 華, 李磊, 胡建杭, 魏永剛, 廖冰, 邱在軍 申請人:昆明理工大學