专利名称：硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法
技术领域：
本发明提供一种硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，属于资源综合利用技术领域。
背景技术：
北京矿冶研究总院王忠利用回转窑硫化挥发法对锡中矿中锡资源的回收进行了研究，发现回转窑硫化挥发法处理大厂浮选锡中矿高硅物料，在综合试验条件下，锡挥发率98%，焙球残锡0.14%,硫化挥发效果较好，且焙烧球团中加人配比为15%的石灰，可提高球团强度，减少球团人窑后的粉化，同时可提高焙烧温度，有利于锡的顺利挥发。柳州华锡集团来宾冶炼厂韦成果对含锡富渣烟化炉硫化挥发过程进行了研究，研究中采用块状硫精矿作挥发剂、烟粉煤作燃料，经优化工艺处理后，弃渣含锡可降至0.2%以下。昆明冶金研究院的彭建荣、左以专以石膏做硫化剂对含锡物料硫化还原过程的动力学进行了研究，其在研究中指出各锡物相被硫化成SnS的反应热力学推动力不论以何种硫化剂硫化都按Sn02、SnO、Sn0.SiO2, Sn的顺序递减，且研究结果表明，各锡相硫化挥发所要求的适宜气氛还原强度并不相同，其中Sn02、SnO、Sn0.SiO2三者硫化所要求的还原强度稍强于金属Sn。工业生产中通常使用的硫化剂为黄铁矿，其价格低廉，且来源广泛。黄铁矿化学式FeS2，是提取硫、制造硫酸的主要矿物原料。纯FeS2理论含硫量可达53.3%。加热时发生热离解反应:
FeS2 — FeS+l/2S2(I)
高铁低锡原矿中锡的硫化挥发脱除是利用SnS在高温下具有相当大蒸汽压的性质，使物料中的锡转变为SnS挥发而富集于烟尘中。反应中以黄铁矿FeS2为硫化剂，过程中涉及的主要反应:
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);
而硫化产物SnS在高温下的蒸汽压较大，见下表:
权利要求
1.一种硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，其特征在于经过下列各步骤: (1)将高铁低锡原矿、硫化剂与还原剂分别干燥、研磨至150 250目，按硫化剂:原矿的质量比为1: 5 50、还原剂:原矿的质量比为1: 5 50在原矿中加入硫化剂和还原齐U，再混合均匀； (2)将步骤(I)所得置于1000 1300°C下，并同时通入流量为0.2 lL/min的惰性气体，保温20 SOmin进行硫化挥发处理；然后改换成通入流量为0.2 lL/min的氧化性气体，保温20 80min进行煤基直接还原； (3)将步骤(2)反应期间形成的高温烟气经常规冷却、收尘处理回收其中的锡资源，烟气再通过常规除尘和洗涤除去有害气体，达到排空要求后排入大气， 剩余物料冷却后即得到海绵铁。
2.根据权利要求1所述的硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的硫化剂为FeS2、FeS、S、石膏中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的还原剂为粉煤、油、焦炭粉中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的惰性气体为氮气或氩气。
5.根据权利要求1所述的硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的氧化性气体为空气、富氧空气或氧气。
全文摘要
本发明提供一种硫化挥发直接还原法处理高铁低锡矿获得海绵铁的方法，将高铁低锡原矿、硫化剂与还原剂分别干燥、研磨，在原矿中加入硫化剂和还原剂，再混合均匀；置于1000～1300℃下，并同时通入流量为0.2～1L/min的惰性气体，保温20～80min进行硫化挥发处理；然后改换成通入流量为0.2～1L/min的氧化性气体，保温20～80min进行直接还原；反应期间形成的高温烟气经常规冷却、收尘处理回收其中的锡资源，剩余物料冷却后即得到海绵铁。利用锡易于硫化挥发性对高铁低锡矿进行处理，可以降低锡的含量，并回收锡，提高了锡资源的综合回收率。同时进行煤基直接还原，生产高品位海绵铁，缩短工艺流程，提高了铁资源的综合利用率。
文档编号C21B13/00GK103088181SQ201310018940
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者王 华, 李磊, 胡建杭, 魏永刚, 廖冰, 邱在军 申请人:昆明理工大学