一种重晶石焙烧方法技术

本发明专利技术公开了一种重晶石焙烧方法，要包括预热、焙烧、冷却、净化循环等工序，具体为：将重晶石粉体原料送入预热工序，与焙烧产生的烟气进行热交换得以预热，预热后的原料进入焙烧工序，进行还原焙烧，分别得到焙烧产物和烟气；焙烧烟气经过换热除尘处理后，循环回焙烧工序；而固体产物则与还原气氛进行热交换后送入包装环节。本发明专利技术可有效利用低品位重晶石，显著降低传统焙烧技术所产生的渣量，此外，可充分利用反应过程中的显热。利用反应过程中的显热。利用反应过程中的显热。

【技术实现步骤摘要】
一种重晶石焙烧方法


[0001]本专利技术涉及材料和资源利用
，具体涉及一种重晶石焙烧方法

技术介绍

[0002]随着国内涂料工业的快速发展，据有关资料表明中国涂料产量会按平均每年5％～6％速度递增，沉淀硫酸钡占涂料组成的5％～20％(质量分数)，因此中国的沉淀硫酸钡需求空间还会增加。重晶石矿的主要成分是BaSO4，其在化工行业中主要作为生产钡盐的原料，是生产沉淀硫酸钡的主要原料。目前工业上通常采用传统碳热还原法还原重晶石制备碳酸钡。然而，由于焙烧温度高达1250℃，导致该方法的水溶性钡(BaS)得率仅50～80％，酸溶性钡(BaSiO3、BaAl2O4、BaFeO3、BaCO3)得率达13～38％，钡渣排放量大，造成极大的资源浪费和环境污染。造成这一现象的关键在于碳还原重晶石过程有O2参与，原料中的杂质氧化物(SiO2、Al2O3、Fe2O3)以及还原过程中产生的CO2将与熟料中的BaS反应生成不溶于水的酸溶性钡，同时将有少量BaS重新被氧化，导致熟料中BaS减少，钡渣量增加。此外，传统技术只可处理硫酸钡(含量80％以上)和硅含量达到规定的原料，无法使用低品位重晶石为原料。
[0003]为降低反应温度，中国专利申请CN113387381A公开了一种以重晶石精矿为原料生产工业沉淀硫酸钡的工艺，将重晶石精矿与浓硫酸按0.5～2.0:1的质量比进行混合制浆，浆料在200～400℃下进行焙烧，焙烧时间0.5～4h，制备出含硫酸钡的浆液，再进行分离处理。尽管该方法可显著降低焙烧温度，但该技术存在以下几个问题：(1)产生大量的废液，硫酸钡和硫酸反应生成硫酸氢钡，同时会产生水，这部分水含有硫酸，增加环保处理的成本；(2)对设备要求很高：由于浓硫酸具有强腐蚀性，一般的设备很难耐受，要么采用高质量的不锈钢，要么对不锈钢进行喷涂处理，因此，会增加设备的投入。(3)原料中一些酸溶性杂质比如氧化铁、氧化铝等也会和硫酸反应，进入产品中，从而增加了产品提纯的难度，尤其是铁进入产物，还会影响产物的色泽。
[0004]为了降低渣量，中国专利申请CN109112292A公开了一种含钒石煤与重晶石焙烧联产硫化钡及五价钒渣的方法，将重晶石、含钒石煤和焦炭按照一定比例混合，并粉碎至60
‑
80目，将上述混合物料制成直径为10
‑
15mm的团球状物料，将上述团球状物料在1000
‑
1100℃下焙烧80
‑
100分钟，再经900℃下保温2小时，将焙烧后的团球状物料在浸取池中用热水浸出硫化钡。尽管该技术在一定程度上可降低渣量，但实际上由于焙烧温度仍然较高，且石煤中含有大量的二氧化硅，实际上是在为重晶石原料中引入二氧化硅，而重晶石焙烧本来是需要高品位的原料，石煤的加入不但降低重晶石的品位，同时也存在硫酸钡转化率低，渣量仍然较大的风险。此外，石煤原料中含有硫、磷、钒等元素，对环境也是不利因素，导致环保处理压力较大。
[0005]综合现有重晶石焙烧新技术来看，仍然存在以下问题：(1)环保风险仍然较高。要么会产生大量的含酸废液，要么会产生大量含硫废气。(2)过程中显热尚未被利用。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种重晶石焙烧方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种重晶石焙烧方法，包括如下步骤：
[0009]S1、预热：将重晶石粉体与还原焙烧产生的烟气进行热交换，实现重晶石粉体的预热，经过热交换后的烟气进入步骤S3中进行烟气净化；
[0010]S2、还原焙烧：对步骤S1中经过预热的重晶石粉体进行还原焙烧，使其在还原气的作用下分解转化为固态产物硫化钡；还原焙烧产生的烟气送入步骤S1的预热工序中，还原焙烧产生的热态焙烧产物送入步骤S4的产物冷却工序中；
[0011]S3、烟气净化：对步骤S1中经过热交换的烟气进行除尘净化，得到富含还原气的气体并将其返送入步骤S2的还原焙烧工序中参与还原焙烧；
[0012]S4、产物冷却：将步骤S2中还原焙烧得到的热态焙烧产物与新鲜的还原气进行换热处理，实现对还原气的预热，预热后的还原气送入到步骤S2的还原焙烧工序中。
[0013]进一步地，所述重晶石粉体的品位为50％以上，粒径范围为0.05
‑
1.0mm。
[0014]进一步地，步骤S1中，采用一级旋风预热器、多级旋风预热器和流化床中的一种或多种的组合作为预热器。
[0015]进一步地，步骤S2中，采用流化床作为还原焙烧的反应器，还原气采用氢气、一氧化碳、煤制气、高炉煤气、焦炉煤气中的一种几种；焙烧温度为600
‑
1000℃，颗粒平均停留时间为10
‑
180min，反应器内压力为1
‑
10atm。
[0016]进一步地，步骤S4中，采用一级旋风冷却器、多级旋风冷却器和流化床中的一种或多种的组合作为冷却器。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018](1)本专利技术方法不受重晶石原料品位的限制，可适用于不同品位的重晶石粉料。
[0019](2)本专利技术方法相比于传统技术，反应温度可显著下降200
‑
500℃，从而避免硅酸钡、铁酸钡等物相的产生，显著提高硫酸钡的转化率，降低渣量。
[0020](3)本专利技术方法将焙烧烟气的显热用于预热原料，将固体焙烧产物的显热用于预热新鲜还原气，实现充分利用焙烧过程中的显热。
[0021](4)本专利技术方法由于采用纯氢气或富含氢气的气体还原介质，气态产物中基本为水，并无硫、磷等有毒有害气体，可有效降低碳排放，环保压力很小。
附图说明
[0022]图1为本专利技术各实施例的方法流程图。
具体实施方式
[0023]以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供一种重晶石焙烧方法，如图1所示。采用的重晶石粉体的品位为
52.3％、粒径为0.5～1mm，将重晶石粉体与还原焙烧的烟气依次在一级旋风预热器和二级旋风预热器中进行换热，换热后的烟气经过除尘净化处理后送回流化床反应器参与还原焙烧；预热后的重晶石粉体进入还原焙烧工序，在纯氢气气氛下，流化床反应器中于压力1atm、温度800℃的条件下反应120min，反应后的热态焙烧产物进入冷却工序，在三级旋风冷却器中与新鲜的纯氢气进行热交换，经过换热后的纯氢气进入流化床反应器参与还原焙烧，得到的冷却的焙烧产物进入产品收集环节。
[0026]实施例2
[0027]本实施例提供一种重晶石焙烧方法，如图1所示。采用的重晶石粉体的品位为64.7％、粒径为0.2～0.5mm，将重晶石粉体与还原焙烧的烟气在流化床中进行换热，换热后的烟气经过除尘净化处理后送回流化床反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重晶石焙烧方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、预热：将重晶石粉体与还原焙烧产生的烟气进行热交换，实现重晶石粉体的预热，经过热交换后的烟气进入步骤S3中进行烟气净化；S2、还原焙烧：对步骤S1中经过预热的重晶石粉体进行还原焙烧，使其在还原气的作用下分解转化为固态产物硫化钡；还原焙烧产生的烟气送入步骤S1的预热工序中，还原焙烧产生的热态焙烧产物送入步骤S4的产物冷却工序中；S3、烟气净化：对步骤S1中经过热交换的烟气进行除尘净化，得到富含还原气的气体并将其返送入步骤S2的还原焙烧工序中参与还原焙烧；S4、产物冷却：将步骤S2中还原焙烧得到的热态焙烧产物与新鲜的还原气进行换热处理，实现对还原气的预热，预热后的还原气送入到步骤S2的还原焙烧工序中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜占，刘万超，杜心，许敦歌，胡剑波，梅文良，庄凌云，
申请(专利权)人：中铝环保节能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：