[发明专利]一种硫铁矿直接炼铁联产硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫铁矿炼铁工艺领域，尤其涉及一种硫铁矿直接炼铁联产硫酸工艺。

背景技术

目前，现有的炼铁方法主要采用含硫≤0.5%的铁矿石作为原料进行高炉炼铁工艺，铁矿石主要依赖进口，价格较高；或采用硫铁矿经焙烧后的含铁矿渣进行球团造块，然后再进入高炉冶炼，工艺流程较长，成本较高。

发明内容

本发明目的在于设计一种硫铁矿直接炼铁联产硫酸的方法。

本发明技术方案是：在含氧25%～80%的富氧空气的环境下，将硫15%～50%，且含铁30%～60%的硫铁矿投入700℃～1100℃的氧化炉燃烧生成铁矿渣与SO₂烟气，然后将SO₂烟气制成硫酸，将铁矿渣和煤或焦投入温度为1000℃～2000℃的还原炉中还原燃烧生成铁水与炉渣的混合物，最后将铁水与炉渣分层，取铁水制成生铁。

本发明硫铁矿与富氧混合物在氧化炉中进行充分燃烧反应后，生成氧化铁和SO₂烟气，生成的SO₂烟气从氧化炉的侧部（或上部）排出后进入硫酸装置联产硫酸。化学反应式为：4FeS₂＋11O₂＝2Fe₂O₃+8SO₂↑、Fe₂O₃＋3SO₂＝2Fe+3SO₃↑、2FeS₂＋11SO₃＝Fe₂O₃+15SO₂↑，炉中的温度为700℃～1100℃。

铁矿渣与煤或焦进入还原炉中进行还原燃烧，氧化铁与焦碳进一步反应生成Fe和CO₂，化学反应式为：3C+2Fe₂O₃=4Fe+3CO₂↑，还原炉中的温度高达1000℃～2000℃，铁（Fe）和渣完全处于熔融状态，铁（Fe）和渣分层后由还原炉的溢流口分别排出，直接生成生铁。

本发明优越性体现在以下几点：

1、与传统炼铁工艺相比较，大大简化了炼铁工艺流程，节约建设用地，节省建设投资。

2、炼铁附产品SO₂烟气可以制成硫酸，提高产品附加值。

3、节约能源，减少SO₂尾气排放，促进循环经济发展。

为了使反应更加充分、快速，提高出铁率，所述硫铁矿与煤或焦的投料质量比为100～65︰1～25。

为利于造渣，并将渣和铁水分层，本发明还应在还原炉中还投入少量石灰石。

优选的所述硫铁矿与石灰石、煤或焦的投料质量比为65︰10︰25。

具体实施方式

一、备料：

备好含氧25%～80%的富氧空气。

以硫15%～50%、含铁30%～60%的硫铁矿与石灰石、煤或焦的投料质量比65︰10︰25分别称料。

二、操作：

控制氧化炉内燃烧温度为700℃～1100℃，从炉底通入富氧空气，从炉侧连续加入硫铁矿。

充分燃烧反应后，铁矿渣从炉侧排出，生成的SO₂烟气从炉侧（或炉顶）出气口排出后进入硫酸装置联产硫酸。

铁矿渣与石灰石、煤或焦的混合物连续加入还原炉，控制炉内燃烧温度为1000℃～2000℃。

充分燃烧反应后，将铁水和渣分层后，上层浮渣自炉体出渣口排出，下层的铁水从出铁口排出，直接生成生铁。