试验用小型沸腾炉焙烧硫铁矿试验研究.pdf

第1期
矿产综合利用
「o。1
2012年2月
Multipurpose Uilization of Mineral Resources
Teb,2012
试验用小型沸腾炉焙烧硫铁矿试验硏究
徐建林,史光大,李元坤,钟庆文,余平
(中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川成都610041)
摘要:用小型沸腾炉对硫含量50%的硫精矿进行了模拟沸騰焙烧试验,经过对焙烧温度、焙烧时间和进气压力
的试验,确定了较佳工艺条件为:焙烧温度800℃,焙烧时间为5min,进气压为0.5MPa,得到的烧渣中碗含量低于
0.30%,全铁含量大于64%。实验室模拟焙烧试验产出的烧渣质量较好,达到了高品位铁精矿的质量要求。
关键词:小型沸腾炉;焙烧;硫铁矿
中图分类号:TFO46文献标识码:A文章编号:10006532(2012)01-0043-03
对试验用小型沸腾炉的设计制造进行了初步探64%,烧渣的质量较好
索,设计制造的小型沸腾炉炉床直径0.16m,炉体
容积约0.1m3,用耐热不锈钢管作为沸腾炉的炉膛
1试验原料
用电炉外部预热沸腾炉炉膛,上部加料,下部进气和
试验的主要原料为通过选矿得到的硫铁矿精
出料-2]。用该小型沸腾炉在实验室中对硫含量矿,硫铁矿精矿的化学成分和粒度分布分别见表1
50%的硫精矿模拟了沸腾焙烧试验。模拟试验产出和表2。
的硫铁矿烧渣中硫含量低于0.3%,全铁含量大于
从表1可看出,硫铁矿精矿中硫含量为50.61%,
表1硫铁矿精矿化学组成/%
S
A,O
Cao
C
Mgo
To
V205
50.6143.482.26
1.63
0.045
0.56
0.027
0,38
0.028
0.06
0.0073
表2硫铁矿精矿的粒度分布
温度越高,对FeS2的分解反应越有利,生成的
粒度范围+0.134-0,54-0.06-0.074-0.043单体碗会变为硫磺蒸汽与FS继续进行燃烧反应。
分布率/%2.57.231.320.73
S2(o+202=2S021
4FeS+702=2Fe203+4S02f
(3)
属于高纯硫精矿,杂质主要为二氧化硅和氧化铝。
3FeS+502=Fe304+3S02
(4)
从表2可看出,+0.154mm仅占2.5%,-0.
综合以上各反应,硫铁矿焙烧反应总的反应式
096mm占90%,-0.074mm占59%,硫精矿的粒度
4FeS2+1102=2Fe2O3+8S02个
(5)
较细。
FeS2+802=Fe3O4+6S02f
6
硫铁矿焙烧属于多相反应,焙烧物料中还含有
2焙烧反应原理
不同的固相物,如FeS2、FeS、Fe2O3、Fe:,O2、FeO等
硫铁矿焙烧主要是矿石中的FeS2与空气中的反应极其复杂,某些固相也能直接进行反应
02反应,籍反应可分为两步进行”"?第一步是3矰烧试验
FeS2受热分解,生成FeS与单体硫。
2FES2=2FES +S2
(1)3.1焙烧温度试验
收稿日期:201103-10
基金项目:国土资源地质大调査项目(1212010816037)
作者简介:徐建林(1976-),男,硕士,主要从事冶金技术研究工作。
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矿产综合利用
2012年
焙烧条件为硫铁矿加料量100g,试验压力氛和排出残留二氧化硫气体的作用,对降低烧渣中
0.5MPa,焙烧时间为加完料后续吹5min,进行了不硫含量帮助不大。同时,续吹进入炉膛的气体还会
同温度的试验,试验结果见表3。
使炉内温度逐渐下降,对硫酸盐的分解不利。综
表3焙烧溫度对焙硫渣含量的影响
考虑,焙烧时间选择为加完料后5min。
3进气压力试验
试验
FT FT FTFT FT FI
编号
001-002-003-004005006
试验条件为硫铁矿加料量100g,焙烧温度
焙烧温度パ℃55600650700750800800℃,焙烧时间为加完料后5mnin,进气压力分别为
硫含量/%4.312.892.401.170.330.25
0.4MPa和0.5MPa,试验结果见表5。
渡中合最的降低速変慢Dで強中一查00。2
从表3可看出,焙烧温度对硫含量的影响比较
表5进气压力对烧渣含硫量的影响
显著,当温度低于750℃时,随着焙烧温度升高,烧
试验编号FT-011FT-012FT
渣中硫含量的降低速率较快;当焙烧温度高于
进气压力/MPa0.4
0.5
0.24
的硫含量较750℃时仅降低0.08%。如果要将烧渣
从表5可看出,减少进气压力,烧渣中硫含量会
作炼铁原料,要求其中的硫含量小于0.3%,因此
增高,主要原因是进气压力降低影响了物料的沸腾。
焙烧温度选择为800℃。
由于供气的空气压缩机供出的气体最大压力只有
刚从沸腾炉中取出烧渣时,烧渣表面大部分呈0.5MPa,无法进行更高压力的焙烧试验。因此,进
灰黑色,红色颗粒较少,大部分呈球形,表面疏松,磁
气压力选择为0.5MPa。
性较强。在空气中放置后全部变为红色。
3.4综合条件试验
3.2焙烧时间试验
经过对焙烧温度,焙烧时间和进气压力的试验,
试验条件为硫铁矿加料量100g,焙烧温度
确定了焙烧试验的较佳工艺参数,即碗铁矿重
800C,进气压力为0.5MPa,焙烧时间分别为加完料100g,焙烧温度为800℃,焙烧时间为5min,进气压
后续吹5min和15min,试验结果见表4。
力为0.5MPa,然后进行综合条件试验。为了验证最
表4焙烧时间对烧渣含量的影响
佳焙烧工艺条件的准确性,进行了5组综合条件试
试验编号Fr-007FT-008FI-009FT-010验,试验结果见表6。
焙烧时间/min15
15
表6综合条件试验结果
硫含量/
0.25
0.13
0.21
试验FT
编号
015-616-017-08-019平均
从表4可看出,延长焙烧时间,对降低焙烧中硫
TFe/%64.4765.3564.3565.2764.7564.84
含量的影响不大。硫铁矿在沸腾炉中焙烧时,反应
S/%0.240.240.290.230.330.266
速度很快,燃烧反应也相当剧烈,反应时间一般以秒
为单位计算。在实际的工业生产中,粒径小于
从表6可看出,经过5组综合条件验证试验,表
60m的硫铁矿颗粒达到脱硫率98%所需的时间很明采用该小型沸腾炉焙烧硫铁矿确定的最佳工艺条
短,不足7s。
件稳定,可重复性高。烧渣中全铁含量平均为64.
在试验过程中,加人硫铁矿焙烧时,烟气管会冒84%,硫含量平均为0.266%
出白色的烟气,持续时间大约20s,由此可确定,硫3.5烧渣的成分组成
铁矿中的硫绝大部分是在这大约20s的时间内除去
按照最佳工艺条件制取烧渣,其化学多项分析
的。因此,延长续吹时间主要起到保持炉内氧化