专利名称：用硫铁矿生产铁精粉的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从硫铁矿选铁的方法，特别是涉及用硫铁矿直接生产铁精粉的方法及其装置。
背景技术：
我国是硫铁矿大国，储量占世界的70％，亚洲最大的硫铁矿就在广东云浮。但我国将硫铁矿作为非金属矿来开发，配套磷肥工业，俗称硫磷两矿。其着眼点是开发利用当中的硫元素，主要用作制备硫酸，生产规模达到1300多万吨，属于基础化学工业。所设计的硫酸装置，主要包括一台生产硫酸的沸腾炉，及其配套的余热锅炉，只适应焙烧中低品位硫铁矿，而不适于高品位的硫铁矿，它的副产物烧渣亦有近1300万吨，一直是作为“三废”来处理的。从炉内排出烧渣的处理方法，有干法排渣和湿法排渣两种。处理过程中又造成新的污染，特别是造成几百万吨铁资源没有得到很好的利用。而用作水泥添加剂，其利用价值又低。另一方面，我国却又大量进口铁矿石，每吨要花800元之多。为利用硫酸装置的副产物，并提取精铁粉，现有的生产装置无一例外是将沸腾炉的烧渣作为“三废”利用来处理，另行设计一套装置来提取，使得生产硫酸与提取铁精粉分别成为两个不同系统的工艺过程。后一装置产品的含铁品位很难达到63％，且回收率低。
申请号CN200410040575.2号“一种硫铁矿烧渣复选铁的方法”，公开了一种从硫铁矿烧渣复选铁的方法，并介绍比较了国内几家使用的几种选铁方法。它包括料浆浓缩和精铁粉选别的工艺，即先将硫酸装置的烧渣，分选为精铁粉和粗渣，然后使粗渣自然沉降、澄清、浓缩为料浆，再经两级分离，分离设备采用振动分离和/或离心分离，得到含铁量55％～60％的精铁粉。上述申请文件认为该工艺优于其他三种方法，即其含铁率高、含硫量低，精铁选率高、能耗低，故综合成本最低。显然，它采用了一大套复杂的设备，消耗不少电力，所得产品含铁率最高才是60％。其选矿尾渣产生二次污染，因而它还不是一种又好又省的工艺。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种充分利用现有设备，投资省、见效快，产品优质，因而效益好的用硫铁矿生产铁精粉的方法及其装置。
本发明的目的可通过如下措施来达到一种用硫铁矿生产铁精粉的方法，包括在一套包含沸腾炉的硫酸装置里，将硫铁矿进行焙烧，产出硫酸和含铁的硫铁矿烧渣，烧渣经排渣管从炉内排出，其特征在于，所述硫铁矿烧渣排出后，返回到原料混配系统，与硫铁矿原料混合均匀；掺入烧渣的配比按物料中硫、铁元素的百分含量计算，配渣后入炉原料中硫的百分含量降至35％～41％范围，焙烧所得产品为硫酸与铁元素百分含量达到63％～67％的铁精粉。
上述计算配渣的配比公式为X＝(S-C)/C，其中，X-应渗入的烧渣百分分量，S-原料硫铁矿含硫的百分含量，C-拟计划配至入炉原料中硫的百分含量。
上述的沸腾炉进风室的入口风压控制在10～10.5千帕斯卡，沸腾层的温度控制在850～950℃。
实施本发明方法的装置，包括原料入炉装置和沸腾炉，及配套的余热锅炉，以及炉体配件排渣管，和排渣口，该装置还包括依次衔接的矿渣运输机，增湿器，排渣皮带，以及原料混配系统，从排渣管出来的，以及从余热锅炉的排渣口排出的烧渣，经矿渣运输机，进入增湿器，再由排渣皮带运送至原料场上的原料混配系统，按配比与硫铁矿混合均匀；然后经原料入炉装置进入沸腾炉内焙烧。
上述的装置，所述的原料混配系统，采用抓斗进行2～3次倒推，来完成入炉原料的混合。
本发明的生产方法及其装置，具有如下优点1.以简单而经济的方法取得意想不到的巨大经济效益。说到处理硫酸废渣精选铁精粉，很多人会想到什么磁选，焙烧，湿法重选之类的，用到诸如跳汰机，离心分离机，振动机等等。不外乎是重新设计一套工艺和设备，将处理过程继续延伸下来。这当然会费时费力。本发明的设计采用逆向思维，就在原有硫酸装置上做文章，只须简单地将烧渣返回；与原料矿粉混配，投资省，见效快，收益大，就可获得所需的铁精粉，花很小的投资即可实现上述目标，而且铁精粉的品位达到优质。同时，作为硫酸生产，由于有了原料混配系统的处理，硫酸生产的工艺指标亦有很大的提高。经过4万吨装置的长期运转试验结果，21项工艺指标表现十分稳定，硫酸的透明度和杂质含量等指标得到改善。
2.为硫铁矿的深度开发和利用开辟新途径，闯出了一条出路。当使用硫酸炉不再为废渣的出路而困扰时，废渣的零排放促进硫铁矿利用的进一步发展，我国丰富的硫铁矿资源将会充分得到利用，不再仅限于硫的利用，也为铁系产品的开发辟出新的途径。此外，还大幅度改善和提高现有硫酸装置的经济效益。适于对现有硫酸装置的改进和提高。
3.提高硫铁矿质量标准，变只利用硫为铁硫并用，从而提高资源利用水平。
下面结合附图和实施例对本发明作非限定性的进一步叙述。
图1是本发明的工艺流程示意图；图2是本发明装置主要设备的结构示意图；各图之中，1表示原料混配系统，G代表烧渣，S代表硫铁矿，2是原料入炉装置，3是沸腾炉，3-1是风机，3-2是炉的进风室，3-3是栅板，3-4是排渣管，3-5是沸腾层，4是余热锅炉，4-1是炉气出口(至电除尘器)，4-2是蒸汽过热器，4-3是蒸汽发生器，4-4，4-4’是排渣口，4-5是汽包，4-6是循环水泵，5是烧渣输送机，6是增湿器，7是排渣皮带；具体实施方式
如附图所示，在现有的一套4万吨/年硫酸装置上，主要包括沸腾炉3，和余热锅炉4，沸腾炉上方设置有原料入炉装置2，配套有风机3-1，风机的送风管接到沸腾炉底部处的进风室3-2，炉膛内设有栅板3-3，和沸腾层3-5。烧渣从排渣管3-4排出。沸腾炉的烟气经出口进到余热锅炉4进行热交换，该余热锅炉配套有蒸汽过热器4-2，蒸汽发生器4-3，以及汽包4-5和循环水泵4-6，其炉气出口4-1一直接到电除尘器，锅炉的底部设有排渣口4-4，和4-4’。在这套包括有沸腾炉和余热锅炉的硫酸装置基础上，按干法排渣工艺，在排渣管3-4和排渣口4-4、4-4’的排渣端，装置一台矿渣输送机5，输送机的另一端，与一台双轴增湿器6衔接。从炉内排出的烧渣，可经该输送机，被传送至增湿器，降温并湿润，之后送到排渣皮带7，经皮带传送至原料堆场，在原料混配系统1里，与已粉碎的原料硫铁矿混合，混合方式可采用抓斗，将物料倒推数次，即可达到混合均匀的目的。
烧渣掺入硫铁矿的混配比例，按下列公式计算X＝(S-C)/C，公式中，X-掺入烧渣的百分数，S-硫铁矿中硫元素的百分含量，C-计划配渣后入炉原料中硫的百分含量。
例如将S＝48％的硫铁矿，混配至入炉原料中硫的百分含量C＝35％时，烧渣的掺入百分分量为X＝(0.48-0.35)/0.35＝37.14％，即掺入百分量为37.14％的烧渣于硫品位为48％的硫铁矿原料中，混配后入炉原料的硫品位可降至35％。
焙烧后，从硫酸炉出来的产物是合乎质量要求的98％的硫酸，和铁元素百分含量≥63％和S≤0.7％的铁精粉。
权利要求
1.一种用硫铁矿生产铁精粉的方法，包括在一套包含沸腾炉(3)的硫酸装置里，将硫铁矿进行焙烧，产出硫酸和含铁的硫铁矿烧渣，烧渣经排渣管(3-4)从炉内排出，其特征在于，所述硫铁矿烧渣排出后，返回到原料混配系统(1)，与硫铁矿原料混合均匀；掺入烧渣的配比按物料中硫、铁元素的百分含量计算，配渣后入炉原料中硫的百分含量降至35％～41％范围，焙烧所得产品为硫酸与铁元素百分含量达到63％～67％的铁精粉。
2.根据权利要求1所述的用硫铁矿生产铁精粉的方法，其特征在于，所述计算配渣的配比公式为X＝(S-C)/C，其中，X为应渗入的烧渣百分分量，S为硫铁矿含硫的百分含量，C为拟计划配至入炉原料中硫的百分含量。
3.根据权利要求1或2所述的用硫铁矿生产铁精粉的方法，其特征在于，所述的沸腾炉(3)的进风室(3-2)的入口风压控制在10千帕斯卡～10.5千帕斯卡，沸腾层(3-5)的温度控制在850℃～950℃
4.一种实施权利要求1的方法的装置，包括原料入炉装置(2)，沸腾炉(3)，配套的余热锅炉(4)，以及炉体配件排渣管(3-4)，排渣口(4-4，4-4’)，其特征在于，该装置还包括依次衔接的矿渣运输机(5)，增湿器(6)，排渣皮带(7)，以及原料混配系统(1)，从排渣管(3-4)，以及从余热锅炉(4)的排渣口(4-4，4-4’)所排出的烧渣，经矿渣运输机(5)，进入增湿器(6)，再由排渣皮带(7)运送至原料场上的原料混配系统(1)，按配比与硫铁矿混合均匀；然后经原料入炉装置(2)进入沸腾炉(3)内焙烧。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的原料混配系统(1)，采用抓斗进行2～3次倒推，来完成入炉原料的混合。
全文摘要
一种用硫铁矿生产铁精粉的方法及其装置，是在现有硫酸装置基础上，增加原料混配系统1。利用沸腾炉3排出的烧渣，掺入到硫铁矿中作为原料。烧渣经排渣管3－4，排出到矿渣输送机5上，送到增湿机6，再由排渣皮带7送到原料场，按计算比例掺入到硫铁矿中，与其充分混合成入炉原料，然后经原料入炉装置2，入炉焙烧。所得产物除硫酸外，还可得到铁元素百分含量≥63％的铁精粉。采用简短而经济的方法获得巨大的经济效益，为硫铁矿的深度开发开辟新途径，更大程度上利用硫铁矿资源，提高现有硫酸装置的经济效益。适于对现有硫酸装置的改进和提高。
文档编号C22B1/16GK1908206SQ200610037078
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月17日 优先权日2006年8月17日
发明者周慧明 申请人:周慧明