低品位硫铁矿生产硫磺的工业实验研究 (1)

低品位硫铁矿生产硫磺的工业实验研究

张 跃1,扬守明2,王国良2,魏思敏1,幸典成1,张 勇2,龚家竹3

(1.四川化工职业技术学院,四川泸州646005;2.四川宏达集团;3.成都千砺金科技创新有限公司)

摘 要:研究了低品位硫铁矿采用二段硫化床与劣质高硫煤还原反应生产硫磺的工艺过程。用低品位硫铁矿中的硫与铁资源和高硫煤中的煤与硫资源生产硫磺和还原铁粉,实现了资源的充分利用;克服了品位在17%~ 20%(质量分数,下同)的硫铁矿,在原矿选矿生产硫精砂工艺过程中产生的尾矿对环境造成污染的问题,弥补了硫精砂生产过程中的缺陷。中间实验产品硫磺达到GB/T2449 2006 工业硫磺 国家标准,副产品铁矿粉含量高于60%,是用于炼钢厂的优质铁原料。该研究工艺使资源利用达到最大化,符合循环经济的法则,是弥补中国硫、铁资源短缺,多方法寻求资源来源的一种有效途径。

关键词:低品位硫铁矿;流化床;高硫煤;硫磺

中图分类号:TQ125.11 文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2011)02-0047-03

Industrial experi m ental study on production of sulf ur w ith low-grade pyrite

Zhang Yue1,Yang Shou m i n g2,W ang Guo liang2,W ei S i m in1,X ing D i a ncheng1,Zhang Yong2,Gong Ji a zhu3

(1.S ichuan Co llege of Che m ical T echnology,Luzhou646005,China;2.S ichuan H ongda G roup Co.,L t d.;

3.Chengdu Challenge T ec hno logy Co.,Ltd.)

Abstrac t:T echno l og ica l process of produci ng sulfur by reduction reac tion bet w een lo w-grade pyr ite and i n ferior high-sulfur coal i n a t wo-stag e fl u i dized bed w as st udied.T echno l ogy realized t he effecti ve utiliza ti on o f resources,because it used the su lf u r and iron resources i n low-g rade pyr ite and the coa l and sulf ur resources i n the h i gh-sulfur coal to produce sulfur and reduced iron powder.It ove rca m e the poll ution proble m s o fm ine ta ili ngs generated fro m the production process o f pyr ite concentrate by flotation o f17%~20%pyr ite(m ass frac ti on)and it compensate t he deficiency o f pyrite concentra te pro duction process.Sulfur product from the p ilot p l ant reached t he nati onal standard GB/T2449 2006Sulphur for Industr i a l U se,and the by-product con tained m ore than60%(m ass fracti on)i ron ore powder,wh i ch w as an excellent raw ma teria l f o r stee l-m aking.Th is research w as i n li ne w it h t he c ircular econo m y la w and m ax i m ized t he utiliza ti on o f resources.It w as a l so an effecti ve w ay to find resources and to m ake up Ch i na s sho rtage o f su lf ur and iron resources.

K ey word s:lo w-g rade pyr ite;flui d ized bed;h i gh-su lf ur coa;l su lf ur

低品位硫铁矿的综合开发利用是中国硫、铁资源短缺现状下的一个重要发展方向。现有硫铁矿生产硫精砂存在硫利用率低、环境污染严重、运输和生产成本优势小、抗市场风险能力弱等缺点。笔者采用二段硫化床工艺[1],用低品位硫铁矿与劣质高硫煤还原反应生产硫磺和铁原料。直接处理品位在15%~20%(质量分数,下同)的原矿,生产1t工业硫磺(以吨工业铁精矿计)消耗硫铁矿6~7,t硫资源利用率高达98%以上,且环境污染小。副产物渣硫含量降到0.5%以下后,可直接用作水泥生产的辅料,也可经分选生产铁含量高于60%的铁粉并用作钢厂的铁原料;洗选后尾渣可作水泥厂辅料或作生产涂料的原料;洗液因含硫低不会对环境产生污染。该技术所采用的辅料是川南地区难以利用的低热值、高含硫无烟煤。已完成了500t/a的工业实验,取得了令人满意的工业化研究成果。

1 工艺原理及工艺流程

1.1 技术原理及主要化学反应

1.1.1 制气

干燥的低品位硫铁矿粉在沸腾炉内和空气高温下反应,生成SO2和氧化铁渣。反应式如下:

4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3(1)

3FeS2+8O26SO2+Fe3O4(2) 当过剩空气量多时,反应以(1)为主,渣呈红色,且残硫较低;反之则以(2)为主,渣呈黑色,含硫较高。因此,适当控制空气量,是维持弱氧情况下正常操作和提高硫回收率的关键。此外,在硫铁矿分解阶段,还掺入尾气处理回收SO2生成的亚硫酸钙渣。亚硫酸钙高温分解成SO2和氧化钙。

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第43卷第2期2011年2月 无机盐工业

I NORGAN I C C HE M I CALS I N DUSTRY