【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于黄铁矿综合利用，具体涉及一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置及方法。
技术介绍
1、黄铁矿型矿物是地壳中分布最广的硫化矿物，广泛存在于有色金属硫化矿物以及煤中。现有黄铁矿型矿物有价组元提取过程多采用氧化焙烧方式。氧化焙烧工艺难以避免so2烟气污染以及硫酸处理问题。黄铁矿型矿物氧化焙烧过程中所产生的含so2尾气，虽然采用净化处理后，但仍有一定量的so2排放，此外对于制备硫酸来说，其售出价格与运输半径有关，硫酸的销售区域，贮存和运输受到严格限制，已经成为困扰黄铁矿型矿物冶炼企业的难题。
2、专利cn202010123459.6公开了一种磷石膏和黄铁矿生产含硫气体、碳酸钙和铁精矿的方法，包括如下步骤：1)将磷石膏和黄铁矿混合后进行两段式焙烧得到含硫气体和焙烧渣；2)将步骤1)得到的焙烧渣进行润磨，将润磨后的焙烧渣置于浸出剂中浸出，经固液分离得到浸出液和铁精矿；3)将碳酸根供体和步骤2)得到的浸出液混合进行反应，得到碳酸钙。本专利技术提供的方法采用独有的磷石膏及黄铁矿回收工艺，利用二种物料自身的理化特点，将二种工业常用难处理废料一次性综合回收，得到含硫气体、碳酸钙和铁精矿产品。
3、专利cn202211435631.7公开了一种钴生产过程中实现气体循环回收利用的方法，属于钴生产
将含钴黄铁矿浮选后硫酸化焙烧浸出制备尾渣和混合溶液a，混合溶液a先后通过p204和p507萃取得到氯化钴溶液，一部分氯化钴电解沉积钴，另一部分氯化钴沉淀碳酸钴煅烧制备钴粉；利用煅烧的气体热量为水浸加热，利用气体中二氧
4、专利cn201510847679.2公开了一种锌精矿与黄铁矿协同焙烧方法。具体是将锌精矿与黄铁矿混合进行沸腾焙烧，沸腾焙烧后在500-700℃保温30-120min。焙烧和保温过程中通入氧气或者空气。焙砂在低酸条件下浸出得到硫酸锌浸出液，硫酸锌溶液并入湿法炼锌工艺过程。本专利技术将黄铁矿应用于锌精矿沸腾焙烧过程进行协同反应促进锌精矿氧化，协同反应过程产生的二氧化硫用于制酸，黄铁矿中伴生的有价金属在锌冶炼工艺中得到回收。本方法有效提高锌精矿的氧化率，并有效分解铁酸锌，焙砂中性浸出和弱酸浸出设备腐蚀小，消除了湿法炼锌产生的沉铁渣，工艺流程短、操作简单、环境友好。
5、综上所述，现有的黄铁矿型矿物冶炼厂采用氧化焙烧工艺必须产出二氧化硫，所以，必须联产制取硫酸。但是，硫酸在很多区域难以销售，其储存以及运输问题成为困扰黄铁矿型矿物冶炼厂选址的一个难题。此外，烟气净化后仍有一定量的so2排放，环保问题也是困扰现有的黄铁矿型矿物冶炼厂的重要难题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置及方法。
2、一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，包括：多膛炉反应器，其由多膛炉炉体，螺旋进料口，气体进口，多层物料台，多膛炉中轴，多膛炉耙料机，多膛炉螺旋出料口，烟气出口组成。其中，螺旋进/出料口，进/出气口分别设置在多膛炉反应器顶部和底部并在中轴对称两侧，螺旋进料口、气体进口、多膛炉螺旋出料口、烟气出口与多膛炉炉体通过密封法兰相连；根据反应过程的实际需求采用2-n个物料台，物料台间距离为20～30mm，多层物料台与多膛炉中轴通过转动轴承连接，其夹角在0°～5°范围内连续可调；多膛炉中轴置于多膛炉炉体中心，多膛炉耙料机与多膛炉中轴通过转动轴承连接，多膛炉耙料机耙臂为0°～5°范围内连续可调，耙臂上等距分布耙齿，耙齿长度逐渐增长，在多膛炉耙料机耙臂与中轴夹角为5°时，所有耙齿处于同一平面，多膛炉耙料机在中轴带动下旋转拨动物料层。
3、多膛炉反应器中固相与气相采用逆流方式在换热过程中完成反应。物料由炉体顶部螺旋进料口进入多膛炉，在旋转的多膛炉耙料机与向下倾斜的多层物料台的作用下，物料由上方料台向下方料台运动，最终由炉体底部螺旋出料口排出；气体由底部气体进口进入，由顶部烟气出口排出，固相与气相在多膛炉中采用逆流方式完成反应，与常规气固反应器相比，体系热量利用率达到80％以上，氢气利用效率到达99％以上，其中，多层物料台，多膛炉耙料机的耙臂可以拆卸，根据进料情况进行增减。
4、一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的方法，采用上述装置实现，包括以下步骤：
5、步骤1：配料混合
6、将黄铁矿型矿物和碱基氧化物混合均匀；
7、步骤2：碱基氢还原
8、黄铁矿型矿物、碱基氧化物和氢气在多膛炉反应器内进行反应，黄铁矿中铁组分还原成单质铁粉，硫组分转化成碱基硫化物；
9、步骤3：固相氧化
10、碱基氢还原反应后所得物料利用自身余热进行氧化反应；
11、步骤4：磁选分离
12、将反应后所得物料进行磁选分离回收单质铁粉和碱基硫酸盐。
13、所述的步骤1中，所述的黄铁矿是黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿中一种。
14、所述的步骤1中，所述的碱性氧化物的加入量按照碱基氢还原反应中碱性金属与黄铁矿型矿物中硫的化学计量数的1～3倍计算，折合碱性氧化物配入。
15、所述的步骤1中，所述的碱性氧化物为钙基化合物、钠基化合物、钾基化合物中的一种或几种。
16、所述的步骤2中，氢还原反应的反应温度为400℃～900℃，反应时间为10min～120min。黄铁矿中铁组分还原成单质铁粉，硫组分转化成碱基硫化物。
17、所述的步骤3中，碱基氢还原反应后产生的固体渣中碱基硫化物利用自身余热氧化得到碱基硫酸盐，保持固体渣温度为50℃～200℃，氧化时间10min～120min，固体渣中s2-含量≤0.1％。
18、所述的步骤4中，反应后所得物料通过磁选分离回收单质铁粉，磁选强度为0.1～1t，铁的回收率大于95％。
19、本专利技术一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的方法，以氧化钙为例，通过碱基氢还原反应，将黄铁矿还原成金属铁粉和硫化钙，其中，单质铁经磁选回收，硫化钙通过低温氧化制备硫酸钙，其反应过程化学反应式包括：
20、以fes2为例，氢还原过程：
21、fes2+2cao+2h2(g)＝fe+2cas+2h2o(g)
22、硫化钙转化过程
23、cas+2o2(g)＝caso4
24、本专利技术的一种黄铁矿碱基氢还原多元素利用的装置及方法，相比于现有技术，其有益效果在于：
25、(1)消除了so2烟气污染以及硫酸处理问题。本专利技术采用碱基氢还原反应，还原过程不产生so2，硫转化为硫化物进入固相，经低温氧化生成硫酸盐，达到固硫的目的，解决了冶炼厂烟气污染以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，其特征在于，包括多膛炉反应器，所述多膛炉反应器由多膛炉炉体(8)，螺旋进料口(1)，气体进口(5)，多层物料台(4)，多膛炉中轴(7)，多膛炉耙料机(3)，多膛炉螺旋出料口(6)，烟气出口(2)组成；其中，螺旋进/出料口，进/出气口分别设置在多膛炉反应器顶部和底部并在中轴对称两侧，螺旋进料口(1)、气体进口(5)、多膛炉螺旋出料口(6)、烟气出口(2)与多膛炉炉体(8)通过密封法兰相连；根据反应过程的实际需求采用2-N个物料台，多层物料台(4)与多膛炉中轴(7)通过转动轴承连接；多膛炉中轴(7)置于多膛炉炉体(8)中心，多膛炉耙料机(3)与多膛炉中轴(7)通过转动轴承连接，耙臂上等距分布耙齿，耙齿长度逐渐增长，多膛炉耙料机在中轴带动下旋转拨动物料层。
2.根据权利要求1所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，其特征在于，物料台间距离为20～30mm；多层物料台(4)与多膛炉中轴(7)通过转动轴承连接，其夹角在0°～5°范围内连续可调；多膛炉耙料机耙臂为0°～5°范围内连续可调，在多膛炉耙料机耙臂与中轴夹角为5°时，所有耙齿处于
3.根据权利要求1所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，其特征在于，多膛炉反应器中固相与气相采用逆流方式在换热过程中完成反应，物料由炉体顶部螺旋进料口(1)进入多膛炉，在旋转的多膛炉耙料机(3)与向下倾斜的多层物料台(4)的作用下，物料由上方料台向下方料台运动，最终由炉体底部螺旋出料口(6)排出；气体由底部气体进口(5)进入，由顶部烟气出口(2)排出，固相与气相在多膛炉中采用逆流方式完成反应，其中，多层物料台(4)，多膛炉耙料机的耙臂能够拆卸，根据进料情况进行增减。
4.一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的方法，采用权利要求1-3任一项所述的装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的黄铁矿是黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿中一种；所述的碱性氧化物的加入量按照碱基氢还原反应中碱性金属与黄铁矿型矿物中硫的化学计量数的1～3倍计算，折合碱性氧化物配入；所述的碱性氧化物为钙基化合物、钠基化合物、钾基化合物中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的方法，其特征在于，所述的步骤2中，氢还原反应的反应温度为400℃～900℃，反应时间为10min～120min。
7.根据权利要求4所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的方法，其特征在于，所述的步骤3中，碱基氢还原反应后产生的固体渣中碱基硫化物利用自身余热氧化得到碱基硫酸盐，保持固体渣温度为50℃～200℃，氧化时间10min～120min，固体渣中S2-含量≤0.1％。
...【技术特征摘要】
1.一种黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，其特征在于，包括多膛炉反应器，所述多膛炉反应器由多膛炉炉体(8)，螺旋进料口(1)，气体进口(5)，多层物料台(4)，多膛炉中轴(7)，多膛炉耙料机(3)，多膛炉螺旋出料口(6)，烟气出口(2)组成；其中，螺旋进/出料口，进/出气口分别设置在多膛炉反应器顶部和底部并在中轴对称两侧，螺旋进料口(1)、气体进口(5)、多膛炉螺旋出料口(6)、烟气出口(2)与多膛炉炉体(8)通过密封法兰相连；根据反应过程的实际需求采用2-n个物料台，多层物料台(4)与多膛炉中轴(7)通过转动轴承连接；多膛炉中轴(7)置于多膛炉炉体(8)中心，多膛炉耙料机(3)与多膛炉中轴(7)通过转动轴承连接，耙臂上等距分布耙齿，耙齿长度逐渐增长，多膛炉耙料机在中轴带动下旋转拨动物料层。
2.根据权利要求1所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，其特征在于，物料台间距离为20～30mm；多层物料台(4)与多膛炉中轴(7)通过转动轴承连接，其夹角在0°～5°范围内连续可调；多膛炉耙料机耙臂为0°～5°范围内连续可调，在多膛炉耙料机耙臂与中轴夹角为5°时，所有耙齿处于同一平面。
3.根据权利要求1所述的黄铁矿型矿物多组元清洁利用的装置，其特征在于，多膛炉反应器中固相与气相采用逆流方式在换热过程中完成反应，物料由炉体顶部螺旋进料口(1)进入多膛炉，在旋转的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张廷安，王龙，豆志河，吕国志，刘燕，赵秋月，李小龙，王坤，张蕊，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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