一种硫酸渣还原焙烧生产直接还原铁同步脱硫的工艺方法，属于资源利用领域。本发明专利技术利用二次资源硫酸渣经过一步直接还原焙烧得到直接还原铁粉，同时通过添加脱硫剂，实现对硫酸渣中硫的去除。其特征在于：工艺方法本身较其他方法简单，直接使用成本低的煤为还原剂；所添加的脱硫剂为碳酸钠和碳酸钙的混合物，通过添加还原剂和脱硫剂，并控制焙烧温度和时间可实现回收铁和脱除硫元素的同步完成，在保证直接还原铁品位和回收率的同时抑制有害元素硫进入产品；最终得到铁品位在90%以上的直接还原铁粉，铁的回收率一般都大于90%，硫去除率大于96%，得到的直接还原铁中硫的含量低于0.1%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于资源利用领域，涉及一种用硫酸渣为原料，添加脱硫剂和还原剂，用直接还原焙烧方法生产直接还原铁粉并同步脱硫的工艺方法。该工艺主要是以煤为还原剂，并向硫酸渣中加入脱硫剂，然后采用直接还原焙烧一磁选方法回收硫酸渣中的铁并实现同步脱硫的工艺方法。
技术介绍
随着我国钢铁产业的不断发展，对铁资源的需求也日益增长并出现了供不应求的状况，因此一些相对难处理的含铁二次资源如硫酸渣具有了很大的开发利用的价值。硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸或亚硫酸过程中产生的废渣，一般为粉状疏松物料，吸水量大且无·定型结构，一些有代表性的硫酸渣的主要成分见表I所示表I 一些有代表性的硫酸渣的主要成分成分南京吴经I山东乳山I安gA铜陵德国杜伊斯堡Fe"2U — f~5π 广0.26 0.2 0.03— Cu__O1JS__^__^__β_4__0_08_Pb議一_r~_Zn__腳—麵!T6 ΘΛ12 0Λ5 LO0.032-■-0.10Au(g/t)^ — TZ卜⑶ A u\η.οο ,,2,00 Ag(g/t) _40^__-__^__^__27￡0_C1 伽 310 fl·4 120 ^4.800.73.40 AI2O3 ·43-5.39-- Sio2 I 麗 I — I ■ I π I =由表I可以看到硫酸渣中TFe含量约为20%飞0%，此外，有些硫酸渣中还含有Cu，Pb，Zn，Co等有色金属。杂质主要以SiO2为主，约占59T40%，Al2O3占1°/Γ5%，此外还含有CaO、MgO等。尽管硫酸渣中Fe含量较高，但是硫酸渣中对炼钢有害的元素S的含量也很高，通常达到1°/Γ2%甚至更高，因为难以降低S的含量，长期以来硫酸渣一直得不到很好的开发利用。目前从硫酸渣中回收铁的处理工艺主要有选矿法、磁化焙烧法以及氯化焙烧法等。选矿法是采用传统的磁选、重选、浮选以及联合流程的方法回收硫酸渣中铁的氧化物(主要为Fe3O4和Fe2O3),但这种方法多适用于黑洛，即含Fe3O4含量较多的渣，且得到的精矿中S含量偏高，对后续的炼铁和炼钢都带来不利影响。磁化焙烧过程能将硫酸渣中弱磁性的Fe2O3还原为强磁性的Fe3O4，然后通过弱磁选进行回收，但此种方法得到的铁回收率低，且仍然不能很好的解决S含量高的问题。氯化焙烧法是将硫酸渣与石灰和氯化剂混合造球烘干在竖炉中焙烧，该方法可使硫酸渣中的有色金属以氯化物形态挥发出来，从而回收Cu、Pb、Au、Ag等金属，焙烧后的球团再作为炼铁原料，采用该方法的优点是可以回收多种金属，但得到的含铁球团中杂质含量偏高，需要进一步处理，因此工艺复杂，处理成本比较高。以上这些工艺方法在处理硫酸渣时都存在一定的弊端，尤其对于含铁量偏低且组成复杂的硫酸渣往往得到的精矿品位低，杂质含量高，铁回收率低。因此目前除了少量高铁硫酸渣可以利用之外，大部分硫酸渣没有找到有效的利用方法，只能堆存或废弃，造成资源的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术针对现有硫酸渣不能有效回收铁且脱硫困难的问题，以煤为还原剂，通过加入脱硫剂对硫酸渣进行直接还原焙烧，焙烧后的产物经磨矿磁选回收其中的铁得到直接还原铁粉，同时可以降低其中硫的含量，从而达到简化工艺流程、节省投资、实现资源综合利用的目的。，其主要步骤为在硫酸渣中加入适量还原剂的同时加入脱硫剂并充分混匀，混合后的物料进行直接还原焙烧， 使其中大部分铁的氧化物还原为金属铁。在直接还原焙烧过程中一部分硫与还原剂中的碳反应生成气态的羰基硫得以脱除，另一部分与添加的脱硫剂反应生成没有磁性的硫化钙或硫硅钙石，在磁选过程中除去。同时脱硫剂与硫酸渣中的脉石矿物发生反应，破坏矿物之间的包裹结构，使直接还原铁颗粒更易于单体解离。焙烧后的硫酸渣经过磨矿和弱磁选，使还原得到的金属铁进入弱磁选精矿，得到高品位的直接还原铁粉，而无磁性的硫化钙或硫硅钙石则进入尾矿得以去除。通过该工艺得到的直接还原铁产品中铁的品位和回收率都高于90%，硫去除率可以达到96%以上，得到的直接还原铁中的硫含量低于O. 1%。实施该方法的具体步骤和条件为第一步，在硫酸渣中加入还原剂和脱硫剂。所用还原剂主要成分为煤，脱硫剂的主要成分为碳酸钠和碳酸钙的混合物，两者混合质量比例为I:(广2)，硫酸渣、还原剂和脱硫剂的添加质量比例为I: (O. 2^0. 4) : (O. 025、· 07)，煤用量一般为硫酸渣质量的20% 40%，脱硫剂用量一般为硫酸渣质量的2. 5% 7%左右，不同产地硫酸渣的还原剂和脱硫剂用量比例有所不同，具体用量可通过试验确定。第二步，以上三种成分混合均匀后，升温至115(T120(TC，在该温度下焙烧40 80min，具体焙烧时间根据硫酸渣的性质不同而进行调整；在还原剂和脱硫剂的共同作用下，硫酸渣中的铁的氧化物被还原为单质状态的金属铁，而脱硫剂与硫酸渣中黄铁矿反应生成硫化钙或硫硅钙石，硫酸渣中另一部分硫在直接还原焙烧过程中生成挥发性的羰基硫，同时矿物间的嵌布结构被破坏。第三步，焙烧产品冷却到室温后进行磨矿磁选，磨矿质量浓度60%，磨矿细度以及磨矿磁选的段数根据不同的硫酸渣性质来决定，通常磨矿细度要达到一O. 074mm占90%以上。采用弱磁选进行选别，磁场强度为ll(Tl50KA/m。利用本专利技术的工艺方法，可有效从硫酸渣中回收铁，直接还原铁产品品位和回收率都可以达到90%以上，硫去除率可达到96%以上，直接还原铁产品的硫含量低于O. 1%。从而实现了硫酸渣中回收铁并同步脱硫的目的。与现有方法相比，本专利技术方法具有如下特点①目前硫酸渣还没有有效的处理方法，其中的硫很难去除。采用本方法后可以在回收铁的同时脱除硫元素，并得到铁品位大于90%的直接还原铁粉回收铁同步脱硫依靠的是还原剂和脱硫剂的组合，本工艺所用还原剂和脱硫剂的种类简单，用量少，来源广，成本低；③能够实现硫酸渣中铁的高效回收，并可以显著提高二次资源利用率；④不仅可以保证铁的回收率，还可以同时去除硫，实现96%以上的硫去除率，使直接还原铁产品中的硫含量达到炼钢要求的标准；⑤本工艺得到的含铁90%以上的还原铁粉，可以作为炼钢的原料产品出售，能够实现更高的经济效益。附图说明附图I所示为硫酸渣还原焙烧一磁选生产直接还原铁同步脱硫的工艺流程。具体实施例方式为更好地描述本专利技术，下面结合附图用实施例对本专利技术提供的方法作进一步详细描述。实施例I某硫酸渣含铁51. 51%，硫含量为I. 22%，含铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿和黄铁 矿，脉石矿物为镁橄榄石，硫主要以黄铁矿的形式存在。生产直接还原铁粉同步脱硫的还原焙烧条件为还原剂褐煤的用量为硫酸渣质量的30% ;脱硫剂用量为硫酸渣质量的5% ;所用脱硫剂为碳酸钠和碳酸钙的混合物，两者混合质量比例为1:1. 2 ;以上物料混匀后在马弗炉中升温至1200°C，并在该温度下还原焙烧60min ;焙烧后的产物冷却至室温后进行两段磨矿磁选，一段磨矿细度为一 O. 074mm占80%，二段磨矿细度为一 O. 074mm占95% ;在磁场强度111. 5kA/m下进行两段弱磁选。可以获得铁品位90. 13%，铁回收率95. 06%的直接还原铁粉，硫去除率达到96. 72%，还原铁粉中硫含量为O. 04%。实施例2某硫酸渣含铁54. 03%、含硫I.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硫酸渣还原焙烧生产直接还原铁同步脱硫的工艺方法；其特征在于：以铁品位40%～60%，硫含量1%～5%的硫酸渣为原料，采用直接还原焙烧—磁选法回收其中的铁并且同步脱硫；首先以煤为还原剂，还原剂煤粉的用量在硫酸渣质量的20%～40%之间；加入脱硫剂进行直接还原焙烧—磁选，所用脱硫剂为碳酸钠和碳酸钙的混合物，用量为硫酸渣质量的2.5%～7.0%；在直接还原焙烧过程中，使硫酸渣中的铁的氧化物还原为金属铁，同时使一部分硫生成羰基硫挥发去除，另一部分硫与脱硫剂在高温还原气氛下生成非磁性的硫化钙或硫硅钙石，然后通过磨矿、弱磁选将有磁性的金属铁与非磁性的硫化钙和硫硅钙石分离，得到铁品位和回收率都大于90%的直接还原铁粉，而硫在直接还原焙烧以及选矿的过程中得到去除。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：寇珏，孙昊，孙体昌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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