一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统与方法。该系统包括一次脱硫设备、氧化设备以及二次脱硫设备；一次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、废热利用装置、废热发电装置、除尘装置和硫磺回收装置等；氧化设备包括氧化炉、除尘装置、安全管和水池等；二次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、除尘装置和硫磺回收装置等。该方法包括：采用一次脱硫设备对硫铁矿进行脱硫，得到硫化亚铁和硫磺；采用氧化设备对硫化亚铁进行氧化，得到氧化铁和单质硫的混合物；采用二次脱硫设备对氧化铁和单质硫的混合物进行二次脱硫，得到氧化铁和硫磺。本发明专利技术提供的系统和方法能够利用硫铁矿直接制造出硫磺和氧化铁，具有工艺生产成本低、绿色环保、硫的利用率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统与方法
本专利技术涉及一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统与方法，属于冶金领域中的硫铁矿冶炼

技术介绍
硫铁矿广泛存在于地球，在世界上有很多矿山都有产出。既有单独生产硫铁矿的矿山，也有很多有色矿山副产硫铁矿。在一些煤矿中也含有一定数量的硫铁矿。在世界上很多有色矿山的矿石中都含有一定数量的硫铁矿，但是由于硫铁矿的价值较低，大都无法回收利用，被直接排入尾矿中。由于硫铁矿会随时间推移逐步氧化，因而会造成严重的环境污染。在中国，硫铁矿大多被用来生产硫酸。但是，硫磺生产硫酸相比硫铁矿生产硫酸，项目投资更省，且更加环保。采用硫铁矿生产硫磺在80年代以前曾经在中国出现过，主要采用硫铁矿和煤炭在贫氧条件下获得硫磺，硫的利用率一般不超过70％，因此，造成了极为严重的环保问题，所以硫铁矿制硫磺的工艺基本停用。国内有专利采用二步法生产硫磺，先将硫铁矿的硫氧化成二氧化硫，再用煤炭进行还原，但因其成本过高而没有在生产中使用。目前为止，尚无低成本、经济和环保的技术方案能利用硫铁矿生产硫磺和氧化铁。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统与方法。采用本专利技术提供的系统和方法能够利用硫铁矿直接制造生产出硫磺和氧化铁，并且具有工艺生产成本低、绿色环保、硫的利用率高等优点。为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统，其包括：一次脱硫设备、氧化设备以及二次脱硫设备；其中，所述一次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、废热利用装置、废热发电装置、除尘装置和硫磺回收装置；所述封闭式脱硫炉的炉体下部连接有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述封闭式脱硫炉设有供热装置，所述封闭式脱硫炉的炉体底部设有进气管道；所述废热利用装置的第一个接口通过管道连接于所述封闭式脱硫炉的炉体上部，所述废热利用装置的第二个接口通过管道连接于所述废热发电装置的第一个接口，所述废热发电装置的第二个接口通过管道连接于所述除尘装置的第一个接口；所述除尘装置的第二个接口通过管道连接于所述硫磺回收装置的第一个接口，所述硫磺回收装置的第二个接口通过管道连接于所述废热利用装置的第三接口；所述一次脱硫设备用于对硫铁矿进行脱硫，以得到硫化亚铁和硫磺；所述氧化设备包括氧化炉、除尘装置、安全管和水池；所述氧化炉的炉体下部设有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述氧化炉的炉体内部设有移热装置，所述氧化炉的炉体底部设有进气管道，并在该管道上设有风机；所述氧化炉的炉体上部通过管道连接于所述除尘装置；所述氧化炉的炉体顶部连接于所述安全管的一端，并且所述安全管的另一端浸没于所述水池中；所述氧化设备用于对所述一次脱硫设备产出的硫化亚铁进行氧化，得到氧化铁和单质硫的混合物；所述二次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、除尘装置和硫磺回收装置；所述封闭式脱硫炉的炉体下部连接有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述封闭式脱硫炉设有供热装置，所述封闭式脱硫炉的炉体底部设有进气管道；所述除尘装置的一个接口通过管道连接于所述封闭式脱硫炉的炉体上部，所述除尘装置的另一个接口通过管道连接于所述硫磺回收装置的一个接口；所述二次脱硫设备用于对所述氧化设备产出的氧化铁和单质硫的混合物进行二次脱硫，以分离得到氧化铁和硫磺。在上述的系统中，优选地，所述一次脱硫设备及二次脱硫设备中的封闭式脱硫炉包括沸腾焙烧炉、圆盘旋转式焙烧炉或回转窑等，其他适用的常规装置也可以采用。可根据进入封闭式脱硫炉进行处理的硫铁矿(进入一次脱硫设备)的粒度大小，或者氧化铁和单质硫的混合物(进入二次脱硫设备)的粒度大小，选择不同的封闭式脱硫炉。并且，所述一次脱硫设备及二次脱硫设备中的封闭式脱硫炉可以相同或不同。在上述的系统中，优选地，所述氧化炉包括沸腾焙烧炉、圆盘旋转式焙烧炉或回转窑等，其他适用的常规装置也可以采用。可根据进入氧化炉进行处理的硫化亚铁的粒度大小选择不同的氧化炉。在上述的系统中，优选地，所述移热装置是由均匀分布且垂直设置和/或水平设置在所述氧化炉的炉体内部的若干管道组成，并且所述管道内流通有移热介质。其中，所述管道的数量可根据需要设置；所述管道内的移热介质可以是液体，也可以是气体。在上述的系统中，优选地，所述供热装置为设置在所述封闭式脱硫炉的炉体内部的加热装置(例如电加热装置)，或者为连接于所述封闭式脱硫炉的炉体外部的加热装置。在上述的系统中，优选地，所述一次脱硫设备还包括一管道，其连接所述封闭式脱硫炉的炉体底部和所述废热利用装置的第四个接口，并在该管道上设有风机。在上述的系统中，优选地，所述二次脱硫设备还包括一管道，其连接所述封闭式脱硫炉的炉体底部和所述硫磺回收装置的另一个接口，并在该管道上设有风机。在上述的系统中，所述废热利用装置、废热发电装置、除尘装置和硫磺回收装置均可以为本领域的常规装置。其中，所述废热发电装置的作用主要是降温，以及将产生的蒸汽用于发电，发电可以采用常规发电机，所发的电可用于工厂使用。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，上述的系统还包括一高温氧化沸腾焙烧炉，用于对所述二次脱硫设备产出的氧化铁进行高温氧化沸腾焙烧处理，以进一步脱除所述氧化铁中残留的硫。另一方面，本专利技术还提供了一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的方法，其为采用上述的系统利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的方法，该方法包括以下步骤：步骤(1)：将硫铁矿通过所述一次脱硫设备的封闭式脱硫炉的进料斗送至所述封闭式脱硫炉内，同时通过所述进气管道向所述封闭式脱硫炉内通入非氧化性气体，通过所述供热装置使所述封闭式脱硫炉内的温度达到445-1000℃(优选为600-700℃)，使硫铁矿进行脱硫以分解为硫化亚铁和单质硫；所述单质硫随着所述非氧化性气体排出所述封闭式脱硫炉，然后经过所述废热利用装置和废热发电装置降温后，再经过所述除尘装置，最后进入所述硫磺回收装置，形成硫磺；所述硫化亚铁从所述封闭式脱硫炉的出料斗排出；步骤(2)：使步骤(1)得到的硫化亚铁通过所述氧化炉的进料斗送至所述氧化炉内；同时通过所述进气管道向所述氧化炉内通入氧化性气体，通过所述移热装置使所述氧化炉内的温度控制在60至100℃(优选为65-80℃)，所述硫化亚铁被氧化为氧化铁和单质硫，并从所述氧化炉的出料斗排出；氧化所产生的气体产物经过所述除尘装置后排出；并且向所述水池中倒入水，并将所述安全管的端口浸没于水面以下(安全管以及水池的设置能够确保氧化炉在发生闪爆时，炉内气体能顺利排出)；步骤(3)：使步骤(2)得到的氧化铁和单质硫的混合物通过所述二次脱硫设备的封闭式脱硫炉的进料斗送至所述封闭式脱硫炉内，同时通过所述进气管道向所述封闭式脱硫炉内通入非氧化性气体，通过所述供热装置使所述封闭式脱硫炉内的温度达到445-1000℃(优选为480-500℃)，使所述氧化铁和单质硫的混合物进行脱硫以分离出氧化铁和单质硫；所述单质硫随着所述非氧化性气体排出所述封闭式脱硫炉，然后经过所述除尘装置，进入所述硫磺回收装置，形成硫磺；所述氧化铁从所述封闭式脱硫炉的出料斗排出。在上述的方法中，步骤(1)、(2)和(3)均可以在常压下进行。步骤(1)、(2)和(3)的反应时间和投料量有直接关系，可以由本领域技术人员根据具体情况而确定。在上述的方法中，优选地，步骤(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统，其包括：一次脱硫设备、氧化设备以及二次脱硫设备；其中，所述一次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、废热利用装置、废热发电装置、除尘装置和硫磺回收装置；所述封闭式脱硫炉的炉体下部连接有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述封闭式脱硫炉设有供热装置，所述封闭式脱硫炉的炉体底部设有进气管道；所述废热利用装置的第一个接口通过管道连接于所述封闭式脱硫炉的炉体上部，所述废热利用装置的第二个接口通过管道连接于所述废热发电装置的第一个接口，所述废热发电装置的第二个接口通过管道连接于所述除尘装置的第一个接口；所述除尘装置的第二个接口通过管道连接于所述硫磺回收装置的第一个接口，所述硫磺回收装置的第二个接口通过管道连接于所述废热利用装置的第三接口；所述一次脱硫设备用于对硫铁矿进行脱硫，以得到硫化亚铁和硫磺；所述氧化设备包括氧化炉、除尘装置、安全管和水池；所述氧化炉的炉体下部设有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述氧化炉的炉体内部设有移热装置，所述氧化炉的炉体底部设有进气管道，并在该管道上设有风机；所述氧化炉的炉体上部通过管道连接于所述除尘装置；所述氧化炉的炉体顶部连接于所述安全管的一端，并且所述安全管的另一端浸没于所述水池中；所述氧化设备用于对所述一次脱硫设备产出的硫化亚铁进行氧化，得到氧化铁和单质硫的混合物；所述二次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、除尘装置和硫磺回收装置；所述封闭式脱硫炉的炉体下部连接有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述封闭式脱硫炉设有供热装置，所述封闭式脱硫炉的炉体底部设有进气管道；所述除尘装置的一个接口通过管道连接于所述封闭式脱硫炉的炉体上部，所述除尘装置的另一个接口通过管道连接于所述硫磺回收装置的一个接口；所述二次脱硫设备用于对所述氧化设备产出的氧化铁和单质硫的混合物进行二次脱硫，以分离得到氧化铁和硫磺。...

【技术特征摘要】
1.一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统，其包括：一次脱硫设备、氧化设备以及二次脱硫设备；其中，所述一次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、废热利用装置、废热发电装置、除尘装置和硫磺回收装置；所述封闭式脱硫炉的炉体下部连接有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述封闭式脱硫炉设有供热装置，所述封闭式脱硫炉的炉体底部设有进气管道；所述废热利用装置的第一个接口通过管道连接于所述封闭式脱硫炉的炉体上部，所述废热利用装置的第二个接口通过管道连接于所述废热发电装置的第一个接口，所述废热发电装置的第二个接口通过管道连接于所述除尘装置的第一个接口；所述除尘装置的第二个接口通过管道连接于所述硫磺回收装置的第一个接口，所述硫磺回收装置的第二个接口通过管道连接于所述废热利用装置的第三接口；所述一次脱硫设备用于对硫铁矿进行脱硫，以得到硫化亚铁和硫磺；所述氧化设备包括氧化炉、除尘装置、安全管和水池；所述氧化炉的炉体下部设有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述氧化炉的炉体内部设有移热装置，所述氧化炉的炉体底部设有进气管道，并在该管道上设有风机；所述氧化炉的炉体上部通过管道连接于所述除尘装置；所述氧化炉的炉体顶部连接于所述安全管的一端，并且所述安全管的另一端浸没于所述水池中；所述氧化设备用于对所述一次脱硫设备产出的硫化亚铁进行氧化，得到氧化铁和单质硫的混合物；所述二次脱硫设备包括封闭式脱硫炉、除尘装置和硫磺回收装置；所述封闭式脱硫炉的炉体下部连接有相对侧设置的进料斗和出料斗，所述封闭式脱硫炉设有供热装置，所述封闭式脱硫炉的炉体底部设有进气管道；所述除尘装置的一个接口通过管道连接于所述封闭式脱硫炉的炉体上部，所述除尘装置的另一个接口通过管道连接于所述硫磺回收装置的一个接口；所述二次脱硫设备用于对所述氧化设备产出的氧化铁和单质硫的混合物进行二次脱硫，以分离得到氧化铁和硫磺。2.根据权利要求1所述的利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统，其中，所述一次脱硫设备及二次脱硫设备中的封闭式脱硫炉包括沸腾焙烧炉、圆盘旋转式焙烧炉或回转窑；并且，所述一次脱硫设备及二次脱硫设备中的封闭式脱硫炉为相同或不同；所述氧化炉包括沸腾焙烧炉、圆盘旋转式焙烧炉或回转窑；所述移热装置是由均匀分布且垂直设置和/或水平设置在所述氧化炉的炉体内部的若干管道组成，并且所述管道内流通有移热介质；所述供热装置为设置在所述封闭式脱硫炉的炉体内部的加热装置，或者为连接于所述封闭式脱硫炉的炉体外部的加热装置。3.根据权利要求1所述的利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统，其中，所述一次脱硫设备还包括一管道，其连接所述封闭式脱硫炉的炉体底部和所述废热利用装置的第四个接口，并在该管道上设有风机；所述二次脱硫设备还包括一管道，其连接所述封闭式脱硫炉的炉体底部和所述硫磺回收装置的另一个接口，并在该管道上设有风机。4.根据权利要求1所述的利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统，其中，还包括一高温氧化沸腾焙烧炉，用于对所述二次脱硫设备产出的氧化铁进行高温氧化沸腾焙烧处理，以进一步脱除所述氧化铁中残留的硫。5.一种利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的方法，其为采用权利要求1-4任一项所述的利用硫铁矿制造硫磺和氧化铁的系统的方法，该方法包括以下步骤：步骤(1)：将硫铁矿通过所述一次脱硫设备的封闭式脱硫炉的进料斗送至所述封闭式脱硫炉内，同时通过所述进气管道向所述封闭式脱硫炉内通入非氧化性气体，通过所述供热装置使所述封闭式脱硫炉内的温度达到445-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧南，
申请(专利权)人：刘慧南，
类型：发明
国别省市：北京;11