專利名稱：采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化工原料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法。
背景技術(shù)：
硫鐵礦的綜合開發(fā)利用是西部化工城的一個重要課題。目前，四川古敘及鄰近貴州硫鐵礦的開發(fā)主要是硫精砂(土法煉磺由于硫利用率低、環(huán)境污染大已淘汰)，而硫精砂生產(chǎn)面臨幾大制約因素一是生產(chǎn)硫精砂的硫利用率低，生產(chǎn)一噸硫精砂(標(biāo)砂)需品位17-20％的硫鐵礦3.5噸左右，隨尾砂損失硫鐵礦2噸左右，硫利用率只有近60％，近40％多的硫進(jìn)入尾砂損失掉了；二是尾砂對環(huán)境污染大，近40％多的硫進(jìn)入尾砂的硫?qū)Νh(huán)境造成較大污染，制約了硫精砂的發(fā)展(05年以來古敘因此而關(guān)閉多家硫精砂廠)三是四川古敘及其它很多偏遠(yuǎn)地區(qū)硫硫精砂市場抗風(fēng)險能力較弱，由于運輸成本和生產(chǎn)成本的因素，硫精砂市場呈固定并趨萎縮，硫磺市場呈升上升趨勢。綜上所述，(低品位制)硫精砂產(chǎn)業(yè)不是硫鐵礦開發(fā)的最佳途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法。
為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是一種采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，包括下述步驟①、將實際含硫量在17～20％的低品位硫鐵礦經(jīng)破碎機破碎成大小為3～5mm適合沸騰爐燃燒要求的礦粒；②、將步驟①中所得硫鐵礦礦粒與保證該礦粒在沸騰爐內(nèi)燃燒呈弱氧化氣氛的適量空氣共同進(jìn)入一段流化床中焙燒反應(yīng)，沸騰爐內(nèi)的溫度至少在800℃以上且硫鐵礦礦粒在沸騰爐內(nèi)停留的時間在10s左右，在不需要外部供熱，通過控制入爐硫鐵礦的含水量和減少熱損失來能維持反應(yīng)所需要的最低溫度為準(zhǔn)，即維持沸騰爐中沸騰層的溫度在800～950℃的自熱平衡條件下制得滿足SO2還原反應(yīng)且出沸騰爐的含硫濃度在10％以上的合格一段氣；③、經(jīng)過步驟②焙燒后的爐渣進(jìn)入利用濕法浮選工藝對爐渣進(jìn)行洗選的洗選系統(tǒng)制得鐵礦粉；④、在步驟③的同時將步驟②中制得的一段氣經(jīng)一、二級旋風(fēng)除塵器除去礦塵后，與經(jīng)破碎的含硫劣質(zhì)煤以及適量空氣共同進(jìn)入二段流化床進(jìn)行還原反應(yīng)，在二段流化床反應(yīng)溫度為900～1000℃的熱量平衡條件下，且SO2氣體在還原爐內(nèi)的時間控制在7～10s左右的范圍內(nèi)，連續(xù)穩(wěn)定地向爐內(nèi)加入含硫劣質(zhì)煤和空氣以控制沸騰爐出口氣體中的CO含量為3-5％，少量SO2及其它少量含硫的二段混合氣體，保證SO2氣體還原率在95％以上；同時制得單質(zhì)硫蒸汽；⑤、將步驟④中所得二段混合氣體經(jīng)冷凝器冷至液硫溫度，進(jìn)入硫分離器分離出液硫及尾氣；⑥、步驟⑤中分離硫后的尾氣再經(jīng)石灰處理得到亞硫酸鈣后經(jīng)煙囪放空，而亞硫酸鈣則返回原料系統(tǒng)循環(huán)利用。
本發(fā)明采用現(xiàn)有的流化床技術(shù)通過二段燃燒反應(yīng)的處理方法直接處理品位17～20％的原礦，克服了硫精砂工藝尾砂對環(huán)境的污染問題；尾氣中SO2，H2S等排放指標(biāo)可達(dá)到國家硫酸尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，尾渣硫含量可低于1％，氣液排放可達(dá)到國家工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，解決了環(huán)保問題；尾渣硫含量降到＜1％后，經(jīng)洗選鐵礦粉含量可高于60％而用于鋼廠，可回收蒸汽作熱源，綜合利用率高；礦資源利用率高，是硫鐵礦開發(fā)利用的較佳途徑。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖；圖2是采用一、二段流化床利用本發(fā)明方法的實施例示意圖；
圖中1-一段轉(zhuǎn)化流化床、2-一級旋風(fēng)除塵器、3-二級旋風(fēng)除塵器、4-二段轉(zhuǎn)化流化床、5-硫鐵礦加料機、6-劣質(zhì)煤加料機、7-SO2爐氣冷卻管、8-SO2氣體管、9-空氣管、10-下料管。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1和圖2對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步的描述。
實施例1含硫量17-18％的低品位硫鐵礦經(jīng)過破碎機破碎成3～5mm大小的礦粒后，由硫鐵礦加料機5通過下料管10送入一段轉(zhuǎn)化流化床1中，以每小時75Kg的速度在820-830℃的溫度下燃燒得到含硫在10.1％共55標(biāo)準(zhǔn)立方米的一段氣混合氣，一段氣混和氣先后經(jīng)一級旋風(fēng)除塵器2和二級旋風(fēng)除塵器3除去大部分礦塵。燃燒過后剩得66Kg的爐渣進(jìn)入洗選系統(tǒng)制得45Kg鐵礦粉。制得的一段氣經(jīng)配氣后共75標(biāo)準(zhǔn)立方米，當(dāng)SO2濃度7.5％時與10Kg經(jīng)破碎的含硫劣質(zhì)煤進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化流化床進(jìn)行還原反應(yīng)，含硫劣質(zhì)煤由劣質(zhì)煤加料機6通過其下料管10送入二段轉(zhuǎn)化流化床中，在900-920℃的溫度條件下，此時的空間速度為1000h-1，還原率為96％，獲得含單質(zhì)硫、少量未還原的SO2及其它少量含硫的二段混合氣體，經(jīng)由SO2爐氣冷卻管連接冷凝器冷至液硫溫度，進(jìn)入硫分離器分離出10Kg液硫，分離硫后的尾氣再經(jīng)石灰處理得到的亞硫酸鈣后經(jīng)煙囪放空，而亞硫酸鈣則返回原料系統(tǒng)循環(huán)利用。硫的利用率達(dá)80.2％。本實施例的主要設(shè)備是一個沸騰層直徑為Φ125的一次擴大型沸騰床。
實施例2含硫量17-18％的低品位硫鐵礦經(jīng)過破碎機破碎成3～5mm大小的礦粒后，由硫鐵礦加料機5通過下料管10送入一段轉(zhuǎn)化流化床1中，以每小時115Kg的速度在820-830℃的溫度下燃燒得到含硫在10.1％共82.5標(biāo)準(zhǔn)立方米的一段氣混合氣，一段氣混和氣先后經(jīng)一級旋風(fēng)除塵器2和二級旋風(fēng)除塵器3除去大部分礦塵。燃燒過后剩得98Kg的爐渣進(jìn)入洗選系統(tǒng)制得67Kg鐵礦粉。制得的一段氣經(jīng)配氣后共105標(biāo)準(zhǔn)立方米，當(dāng)SO2濃度8.0％時與15Kg經(jīng)破碎的含硫劣質(zhì)煤進(jìn)入二段流化床進(jìn)行還原反應(yīng)，含硫劣質(zhì)煤由劣質(zhì)煤加料機6通過其下料管10送入二段轉(zhuǎn)化流化床中，在900-920℃的溫度條件下，此時的空間速度為1500h-1，還原率為99％，SO2基本上還原完全，獲得含單質(zhì)硫、少量未還原的SO2及其它少量含硫的二段混合氣體，經(jīng)冷凝器冷至液硫溫度，進(jìn)入硫分離器分離出15.4Kg液硫，分離硫后的尾氣再經(jīng)石灰處理得到的亞硫酸鈣后經(jīng)煙囪放空，而亞硫酸鈣則返回原料系統(tǒng)循環(huán)利用。而硫的利用率達(dá)83.2％。本實施例的主要設(shè)備是一個沸騰層直徑為Φ125的一次擴大型沸騰床。
本發(fā)明主要工藝指標(biāo)如下

權(quán)利要求
1.一種采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，其特征在于該方法包括下述步驟①、將低品位硫鐵礦經(jīng)破碎機破碎成適合沸騰爐燃燒要求的礦粒；②、將步驟①中所得硫鐵礦礦粒與保證該礦粒在沸騰爐內(nèi)燃燒呈弱氧化氣氛的適量空氣共同進(jìn)入一段流化床中焙燒反應(yīng)，在自熱平衡條件下制得滿足SO2還原反應(yīng)的合格一段氣；③、經(jīng)過步驟②焙燒后的爐渣進(jìn)入利用濕法浮選工藝對爐渣進(jìn)行洗選的洗選系統(tǒng)制得鐵礦粉；④、在步驟③的同時將步驟②中制得的一段氣經(jīng)一、二級旋風(fēng)除塵器除去礦塵后，與經(jīng)破碎的含硫劣質(zhì)煤以及適量空氣共同進(jìn)入二段流化床進(jìn)行還原反應(yīng)，在二段流化床反應(yīng)溫度為900～1000℃的熱量平衡條件下，且SO2氣體在還原爐內(nèi)的時間控制在7～10s的范圍內(nèi)，連續(xù)穩(wěn)定地向爐內(nèi)加入含硫劣質(zhì)煤和空氣以控制沸騰爐出口氣體中的CO含量為3-5％，少量SO2及其它少量含硫的二段混合氣體，保證SO2氣體還原率在95％以上；同時制得單質(zhì)硫蒸汽；⑤、將步驟④中所得二段混合氣體經(jīng)冷凝器冷至液硫溫度，進(jìn)入硫分離器分離出液硫及尾氣；⑥、步驟⑤中分離硫后的尾氣再經(jīng)石灰處理得到亞硫酸鈣后經(jīng)煙囪放空，而亞硫酸鈣則返回原料系統(tǒng)循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，其特征在于所述的低品位硫鐵礦是指實際含硫量在17～20％的硫鐵礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，其特征在于所述的適合沸騰爐燃燒要求的礦粒是指平均礦粒徑為3～5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，其特征在于所述自熱平衡條件是指不需要外部供熱，通過控制入爐硫鐵礦的含水量和減少熱損失來能維持反應(yīng)所需要的最低溫度為準(zhǔn)，即維持沸騰爐中沸騰層的溫度在800～950℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，其特征在于所述的合格一段氣是指出沸騰爐的含硫濃度在10％左右的氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，其特征在于硫鐵礦礦粒在沸騰爐中焙燒時，沸騰爐內(nèi)的溫度至少在800℃以上且硫鐵礦礦粒在沸騰爐內(nèi)停留的時間在10s左右。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產(chǎn)硫磺的方法，步驟為將硫鐵礦破碎成礦粒；礦粒與適量空氣共同進(jìn)入一段流化床中焙燒制得一段氣；爐渣進(jìn)入洗選系統(tǒng)制得鐵礦粉；一段氣與含硫劣質(zhì)煤及適量空氣進(jìn)入二段流化床還原反應(yīng)，制得含單質(zhì)硫、少量SO
文檔編號C01B17/06GK101054166SQ20071004884
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者張躍, 魏思敏, 王國良 申請人:張躍