[发明专利]一种黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三联产的装置及方法

说明书

本发明涉及一种黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三联产的装置及方法，属于金属冶炼领域，在煅烧‑煤气化反应塔内，黄铁矿在底部煅烧，煤粉及煤灰在中上部发生煤气化反应，塔底煅烧生成的铁的高价氧化物由含硫烟气携带至反应塔中上部与煤气化产生的煤气、焦炭混合，发生氧化还原反应，产物分别通过铁基高温分离器和碳基高温分离器将其分离下来并回送至氧化铁还原塔，在氧化铁还原塔中对铁的氧化物进行二级还原反应，产生还原气，得到铁渣，原煤气经过净化得到纯净煤气，硫磺冷凝器冷凝回收硫磺。实现了黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三联产的进行，实现了黄铁矿的高效、清洁利用。

技术领域

本发明属于金属冶炼领域，特别是涉及一种黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三联产的装置及方法。

背景技术

我国黄铁矿资源储量丰富，主要用于制备工业硫酸。黄铁矿的主要成分是二硫化铁，黄铁矿冶炼煅烧过程中没有实现黄铁矿的高效、清洁利用。

煤气化技术是煤炭清洁、高效利用的途径之一，该技术主要用于生产城市煤气、化工合成原料气、联合循环发电用燃气等。近年来随着建材、陶瓷、玻璃等行业工业窑炉烟气排放环保标准的提高，原燃煤窑炉改为燃气，工业用燃气的需求增大，而我国天然气资源短缺，通过煤气化生产工业燃气成为必然选择。

铁是重要的金属原料，其最大用途是用于炼钢，也大量用于制造铸铁和锻铁，在工农业生产中，装备制造、铁路车辆、道路桥梁、轮船码头、房屋土建均离不开钢铁构件，钢铁的年产量代表一个国家的现代化水平。

专利201810099328.1一种冶炼烟气制硫磺的工艺，利用煤气化和烟气在还原炉内进行反应得到单质硫蒸汽，经过冷凝后收集硫磺。专利201210516527.0一种采用热解-还原联合技术生产硫磺的方法，硫铁矿高温热解得到硫蒸气和硫化亚铁热炉渣，热炉渣再煅烧得到氧化铁炉渣，硫蒸气回收，氧化铁炉渣经过还原炉还原得到单质铁。上述专利的工艺生产过程没有进行高效的利用。

我国的硫磺资源紧缺，所以亟需一种黄铁矿高效、清洁利用同时制备得到重要资源的方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的第一个目的是提供一种黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三联产的方法。对于黄铁矿煅烧产生的高浓度SO₂烟气，可通过煤气化工艺产生的煤气与焦炭直接还原为单质硫蒸汽，然后依次经过除尘、降温、精除尘工艺后由硫磺回收装置回收硫磺；对于黄铁矿煅烧的固体产物，其有效成分为铁的各类氧化物(主要是Fe₂O₃和Fe₃O₄)，铁的氧化物首先经煤气进行初步还原，还原产物为铁的低价氧化物(主要为FeO)和单质铁，然后再利用煤气化产生的焦炭对低价铁的氧化物进行二次还原，以保证铁的转化率；煤气化过程产生的煤气与还原过程产生的CO气体混合后经降温、除尘、脱硫后得到高热值煤气。该过程实现了黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三种产品的联产。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种黄铁矿冶炼过程中铁、硫磺、煤气三联产的方法，具体步骤为：

1)在煅烧-煤气化反应塔内，黄铁矿在底部煅烧，煤粉及煤灰在中上部发生煤气化反应，塔底煅烧生成的铁的高价氧化物由含硫烟气携带至反应塔中上部与煤气化产生的煤气、焦炭混合，发生氧化还原反应，得到原煤气和还原反应产物；

2)步骤1)煅烧-煤气化反应塔烟气携带的固体颗粒，分别通过铁基高温分离器和碳基高温分离器分离下来并送至氧化铁还原塔，在氧化铁还原塔中对铁的氧化物进行二级还原反应，产生还原气，还原气分为两路，一路与原煤气混合脱硫后产生煤气，另一路返回氧化铁还原塔；