本发明专利技术涉及有色金属冶金领域，具体提供了一种用硫酸烧渣制备海绵铁的方法，以硫酸烧渣为原料，采用烟煤为还原剂，CaCO3为脱硫剂，采用同心管灌装方式装料或球粒混合方式装料，其中硫酸烧渣∶烟煤∶CaCO3的加料质量比为100∶34-35∶6-7；然后在1100℃-1200℃下焙烧3.5h～4.0h，再在保护气氛下急冷得焙烧矿，焙烧矿经过磁选得海绵铁；所述海绵铁全铁含量≥93.41％，金属化率≥96.38％，杂质除S含量≤0.016％，SiO2+Al2O3含量≤5.32％，达到国家标准。本发明专利技术利用硫酸烧渣直接生产海绵铁，没有烧结、炼铁工序，节约能源，且原料来源广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属冶金领域，具体提供了。
技术介绍
硫酸烧渣为黄铁矿制酸后的废渣，是化学工业产生的主要固体废物之一。每生产1 吨硫酸会排放烧渣0. 8 1. 5吨的硫铁矿烧渣，全国每年将会排放硫酸烧渣上千吨。硫铁矿烧渣是一种非常有价值的二次资源，国外利用率大于80%，而我国硫铁矿烧渣的利用率较低，还不到50%。国内外对硫铁矿渣的综合利用进行了广泛的研究。如制砖和作水泥添加剂；提取有价金属；经分选后用于高炉炼铁；制备铁红、铁黄、铁黑等颜料；同时，制取铁盐、铁精粉等铁系产品的方法和途径，也取得了许多的经验与成果。一、硫酸烧渣的主要应用途径1、制备铁精矿目前硫铁矿烧渣制取铁精矿，是一种经济和应用广泛的方法。国外利用高品位的黄铁矿制酸，烧渣品位达到62%以上，可以作为铁精矿销售。国内采用的黄铁矿品位较低， 烧渣含铁较低，一般采取选矿的方法提高铁品位，也取得了显著的成效。常见的工艺有磁化焙烧、磁选、重选、浮选等联合流程等。2、应用于水泥因为水泥生产中必须配入含铁量大于30%的物料作助熔剂，以降低水泥的烧成温度，提高水泥的氧化固结强度和耐腐蚀性能，而硫酸渣的含铁量一般大于30%，故可作为生产水泥的溶剂。目前国内大约25%的烧渣应用水泥，但由于没有利用其中铁资源，经济效益较差。3、制砖由于硫铁矿烧渣中二氧化硅、氧化铝等活性物含量较低，须加入少量煤渣、煤灰， 并以石灰作胶凝材料，将硫铁矿烧渣配料混合、轮碾、加压成型、蒸气养护等工序制得成品砖。此方法能消耗部分烧渣，但在我国铁矿资源紧张的局面下，应利用庞大的硫酸烧渣铁资源。4、制取化工产品利用硫酸烧渣中的铁，采用硫酸浸出，溶液除杂，制备铁红、铁黄、铁黑等颜料以及铁盐。采用全湿法流程，除杂较为困难，和采用铁精矿制备化工产品相比，成本高，杂质含量高，市场竞争激烈。5、提取有色金属少部分硫酸烧渣含有一定量的有色金属，通过氯化焙烧、生化浸出回收有价金属如铜、铅、锌、金、银等。由于此流程长，成本较高，工业应用较为困难。二、国内外生产海绵铁的方法直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种，按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、3转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。目前，世界上90%以上的直接还原铁是用气基法生产出来的。气基竖炉法MIDREX、HYL法直接还原铁产生占有绝对优势，该工艺技术成熟、设备可靠，单位投资少，生产率高(容积利用系数可达8 12t/m3*d)，单炉产量大(最高达180 万t/年)等优点。经过不断改进，其生产技术不断完善，实现规模化生产。主要分布在中东、南美等天然气丰富地区。目前国内天然气成本高，直接影响海绵铁生产成本。用作固体还原剂的有焦炭、无烟煤，烟煤等。实现这种方法的设备主要是回转窑、 隧道窑、环形转底炉和竖炉等。煤基直接还原法生产海绵铁占总产量的比例小，但近几年发展较快，产量逐渐增加，其生产主要集中在印度和南非等有丰富煤资源地区。此方法要求煤质量较好，另外焦炭价格也高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足之处，提出了。硫酸烧渣来源广，价格比铁精矿便宜，利用生产海绵铁产品附加值高。 本专利技术利用硫酸烧渣直接生产海绵铁，没有烧结、炼铁工序产生的环境污染和高能耗，具有较大的环境效益和节能效应；采用烟煤为还原剂，来源广泛，价格比焦炭便宜，还原温度低， 高温还原时间短，生产成本相对低，产生的废弃物可以在其他途径应用，无废弃物堆放。本专利技术的技术方案是，具体步骤包括以硫酸烧渣为原料，采用烟煤为还原剂，CaCO3为脱硫剂，采用同心管灌装方式装料或球粒混合方式装料，其中硫酸烧渣烟煤CaCO3W加料质量比为100 34-35 6-7 ； 然后在1100°C -1200°C下焙烧3. 5h 4. Oh得焙烧矿，再在保护气氛下急冷得焙烧矿，焙烧矿再经破碎、细磨、干式磁选得海绵铁；所述硫酸烧渣的全铁含量为60wt% -65wt% ；所述同心管灌装方式装料是指首先将烟煤和CaCO3按照上述质量比例混合得混合料，然后在装料的罐体内设置一个同心管(同心管与装料的罐体的中心轴重合)，将上述质量比例的硫酸烧渣灌装于同心管内，再用上述混合料将罐体填满，同心管灌装装料方式如图1(a) (b)所示。所述球粒混合方式装料是指将硫酸烧渣用有机粘结剂造球后，将硫酸烧渣用有机粘结剂造球后，球粒粒径为12mm 15mm，将球粒置于装料的罐体内，然后用烟煤和CaCO3 混合后的混合料填充于球粒之间。球粒混合装料方式如图2所示。所述硫酸烧渣烟煤CaCO3的加料质量比优选为100 35 7。所述焙烧温度优选为1150°C，焙烧时间优选为3.证。所述急冷是指25min-35min内将焙烧后的矿物冷却至100°C所述细磨是指将焙烧矿磨矿至-0. 074mm的焙烧矿含量彡72%。所述干式磁选的磁选强度为23kA/m。所述硫酸烧渣通过预处理达到全铁含量为60Wt% -65wt%，预处理过程为对硫酸烧渣进行磁选脱除、脉石和含磷矿物，再浮选脱硫硅(以上预处理过程为一般选矿的现有技术)。本专利技术的方法所制得的海绵铁全铁含量> 93. 41%，金属化率> 96. 38%，杂质除 S含量彡0. 016%, Si&+Al203含量彡5. 32%，达到国家标准的要求。下面对本专利技术做进一步解释和说明本专利技术提供了一种利用硫酸烧渣生产海绵铁的方法，该方法适应性广，可以针对不同品位的硫酸烧渣进行选别，制取海绵铁能耗大大降低，降低了生产成本，产品符合海绵铁的有关标准，同时可回收炭产品和铁精矿，剩余尾矿为粉煤灰，可应用于建材，无废弃物排放。本专利技术的原理如下本专利技术采用的原料为硫酸烧渣、还原剂(烟煤)和脱硫剂(碳酸钙)。CaCO3除了起脱S的作用外，对氧化铁的还原也有明显加速作用。由于在焙烧温度下CaCO3发生分解反应产生C02，(X)2与还原剂C在高温下发生布多尔反应C02+C — 2C0,反应中生成C0，提高了气相中CO浓度，优势在于氧化铁的还原反应主要C0-Fe203之间的气一固相反应，而不是固-固反应，扩大相互接触界面，分步进行的=Fe2O3-Fe3O4-FeO-Fe,从而促进了铁氧化物的还原反应。同时，C02、CO浓度较高，对还原好的铁起到好的保护作用，防止二次氧化。反应的原理碳酸钙分解、脱硫CaCO3 = Ca0+C02 ；CaCHH2S — CaS+H20 ；CaO+MS — CaS+MO ； (Μ 代表金属元素)硫酸烧渣的还原反应3Fe203+C0 = 2Fe304+C02 ；Fe304+C0 = 3Fe0+C02 ；Fe304+4C0 = 3Fe+4C02 ；FeO+CO = Fe+C02 ；C02+C = 2C0 ；采用同心管灌装方式装料和球粒混合方式渣铁分离容易，这种装料方式更有利于 C气化生成CO，CO向烧渣层扩散，从而加速了铁氧化物的还原。与现有技术相比，本专利技术的优势在于1、本专利技术采用的原料为硫酸烧渣、还原剂(烟煤)和脱硫剂(碳酸钙)，原料来源广，硫酸烧渣价格比铁精矿价格便宜，还原剂为烟煤，而不采用焦炭，有利于源头降低成本。2、本专利技术反应采取气-固相反应，改善了还原动力学，加速了还原反应速度，降低高温的温度及时间，有利于节约能源，从而减少成本。3、本专利技术加入脱硫剂碳酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用硫酸烧渣制备海绵铁的方法，其特征是，具体步骤包括以硫酸烧渣为原料，采用烟煤为还原剂，CaCO3为脱硫剂，采用同心管灌装方式装料或球粒混合方式装料，其中硫酸烧渣烟煤CaCO3W加料质量比为100 34-35 6_7 ；然后在1100°C -1200°C下焙烧3.证 4. 0h，再在保护气氛下急冷得焙烧矿，焙烧矿再经破碎、 细磨、干式磁选得海绵铁；所述硫酸烧渣的全铁含量为60wt% -65wt% ；所述同心管灌装方式装料是指首先将烟煤和CaCO3按照上述质量比例混合得混合料， 然后在装料的罐体内设置一个同心管，将上述质量比例的硫酸烧渣灌装于同心管内，再用上述混合料将罐体填满。2.根据权利要求1所述硫酸烧渣制备海绵铁的方法，其特征是，所述球粒混合方式装料是指将硫酸烧渣用有机粘结剂造球后，球粒粒径为12mm 15mm，将球粒置于装料的罐体内，然后用烟煤和CaCO3混合后的混合料填充于球粒之间。3.根据权利要求1所述硫酸烧渣制备海绵铁的方法，其特征是，所述硫酸烧渣烟煤C...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建湘，周虎强，王全亮，刘霞，
申请(专利权)人：湖南有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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