CN104773710B - 焙烧制取硫酸的原料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焙烧制取硫酸的原料，属于硫酸制取领域。该原料是将钛白废渣和选矿弃渣按一定质量百分比混合后堆放10～30天得到，质量百分比为钛白废渣10～40％、选矿弃渣60～90％；原料中S含量20～25％，水分≤8％；所述选矿弃渣为选铜弃渣、选锌弃渣、选钴弃渣、选钛弃渣中的至少一种。该原料全部来源于工业废弃物，不仅成本低廉，避免资源浪费和环境污染，而且能够满足常规煅烧制取硫酸工艺，并且得到合格铁精粉。

Description

焙烧制取硫酸的原料

技术领域

本发明属于硫酸制取领域，具体涉及一种焙烧制取硫酸的原料。

背景技术

目前，焙烧制取硫酸的工艺主要有两种，一种是直接采用硫磺作为原料，将硫磺直接送入焚硫炉燃烧制取二氧化硫，二氧化硫气体经转化、吸收得到硫酸；该工艺由于成本高，在区域范围内运输受限，基本在亏本运行。另一种是焙烧制取硫酸的主要工艺，采用硫铁矿作为原料，将硫铁矿送入沸腾炉燃烧制取二氧化硫，然后经净化、转化、吸收制得硫酸溶液。该工艺的沸腾炉燃烧阶段，需要将焙烧温度控制在800～900℃范围内，如果温度过高易高温结疤造成死炉，如果温度过低渣残硫较高收率低、铁精粉质量差，并且影响蒸汽产量。硫铁矿为焙烧制取硫酸的主要原料，但是，由于硫铁矿的开采成本高，在如今的经济形势下，已严重制约了硫酸制取领域的发展。为了促进硫酸企业的健康发展，现亟需一种替代原料，解决原料成本高、企业无法正常盈利、经营困难的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种焙烧制取硫酸的原料，该原料全部采用工业废弃物，并且满足焙烧制取硫酸工艺的要求，可直接使用。

申请人发现：

钛白废渣即硫酸法钛白的主要废弃物七水硫酸亚铁，其铁含量约在18～21％，S含量约在9～12％。钛白废渣的处理方式通常是混合石膏渣后填埋处理，不仅处理费用高，环境污染大，而且其含有的大量铁和硫由于得不到应用而造成资源浪费。如果将钛白废渣直接应用于焙烧制取硫酸，钛白废渣中含有的大量结晶水将会吸取大量的热量，使沸腾炉中的温度极大的低于工艺温度(实际约500℃左右)，不能满足工艺生产的需要。

选矿弃渣如选铜弃渣、选锌弃渣、选钴弃渣、选钛弃渣等同样含有大量的铁资源和硫资源得不到应用；并且选矿弃渣在堆放的过程中易放生氧化反应而自然发热结块。原因是其含有的FeS₂与氧气接触，在一定温度和湿度下会发生如下反应：

2FeS₂+7O₂+2H₂O→2FeSO₄+2H₂SO₄+Q

12FeSO₄+6H₂O+3O₂→4Fe₂(SO₄)₃+4Fe(OH)₃+Q

4FeSO₄+O₂+2H₂SO₄→2Fe₂(SO₄)3+2H₂O+Q

以上3个反应均为放热反应，当聚热达到一定程度时矿石即进入高温氧化解段，其化学反应式如下：

4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂+Q

释放出SO₂气体对环境污染大，其结块需人工破碎达到100目后才能入炉使用，成本高，不仅如此，如果直接将选矿弃渣应用于焙烧制取硫酸，其会放出大量的热量，使沸腾炉中的温度高于工艺温度(实际约1100℃左右)，不能满足工艺生产的需要。

另外，对于硫酸生产企业来说，SO₂的损失就是产品的损失，即使以后研发的新技术能够直接应用选矿弃渣，那也会增加冶炼成本。

由此，申请人采用以下技术方案解决上述技术问题：焙烧制取硫酸的原料，是将钛白废渣和选矿弃渣按一定质量百分比混合后堆放10～30天得到，质量百分比为钛白废渣10～40％，选矿弃渣60～90％；原料中S含量20～25％，水分≤8％；所述选矿弃渣为选铜弃渣、选锌弃渣、选钴弃渣、选钛弃渣中的至少一种。

本发明所述的含量均为质量百分含量。

选矿弃渣主要是以硫化铁形式存在，含铁40～60％，含硫12～35％。选矿弃渣是由原矿经粗破、球磨后，加入药剂洗选出可用物质后得到的废弃渣。

选铜弃渣、选锌弃渣、选钴弃渣、选钛弃渣和钛白废渣均具有较细的粒度，一般配比后都能满足本发明要求，如果粒度过粗，可进行粉磨处理。

其中，上述的原料中铁含量≥45％。

其中，质量百分比为钛白废渣15～35％、选矿弃渣65～85％。

其中，上述的原料中S含量21～23％。

其中，上述的原料中，选矿弃渣的S含量12～35％。

其中，原料粒度为过200目筛50～90％。是指过200目筛的原料质量占总质量的50～90％。

本发明的有益效果是：本发明将钛白废渣与选矿弃渣按一定比例混合后堆放一定时间，选矿弃渣产生放热反应，正好被钛白废渣吸收(钛白废渣产生吸热反应)，蒸发掉大量结晶水，由此得到的混合渣既是本发明所述的焙烧制取硫酸的原料。采用本发明方式得到的原料，一是可以使其进入沸腾炉后产生适宜的热量，使沸腾炉内的温度保持在800～900℃范围内，满足常规工艺生产的要求；二是自然蒸发掉钛白废渣中的水分，节约处理成本；三是避免了选矿弃渣在堆放过程中S的损失，节约中资源，即也减少了原料成本；同时避免了选矿弃渣在堆放过程中结块的技术问题，减少了破碎的处理工序，即节约了处理成本。本发明原料可用于常规焙烧工艺制取硫酸，同时得到高品质的铁精粉。

具体实施方式

本发明具体可以采用以下方式实施：

焙烧制取硫酸的原料，是将钛白废渣和选矿弃渣按一定质量百分比混合后堆放10～30天得到，质量百分比为钛白废渣10～40％、选矿弃渣60～90％；原料中S含量20～25％，水分≤8％；所述选矿弃渣为选铜弃渣、选锌弃渣、选钴弃渣、选钛弃渣中的至少一种。

优选的，原料中铁含量≥45％。

优选的，所述质量百分比为钛白废渣15～35％、选矿弃渣65～85％。

优选的，原料中S含量21～23％。

优选的，选矿弃渣的S含量12～35％。

优选的，钛白废渣和选矿弃渣混合后堆放的时间是12～20天。

优选的，原料粒度为过200目筛50～90％。

本发明原料的制备方法，是将钛白废渣和选矿弃渣按一定质量百分比混合后堆放10～30天得到，质量百分比为钛白废渣10～40％、选矿弃渣60～90％，并且使原料中S含量20～25％，水分≤8％，铁含量≥50％(为了生产出高品质的铁精粉)。至于原料的粒度，通常小于4mm的原料即可入炉冶炼，但为了冶炼效果更好，混合堆放后粒度应满足过200目筛50～90％，如果粒度过粗，可在混合后或堆放后进行简单的粉磨即可。

下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。

实施例本发明原料的制备和冶炼

实施例原料采用的物料主要成分见表1：

表1物料主要成分

物料名称	成分(wt％)
		钛白废渣	S11％,Fe19％
选铜弃渣	S31％,Fe51％
		选锌弃渣	S33％,Fe53％
选钴弃渣	S30％,Fe50％
		选钛弃渣	S17％,Fe56％

将本发明采用的物料按照表2的配比进行混合，然后自然堆放15天得到本发明所述的原料，原料粒度过200目筛60～80％。

表2物料配比及所得原料的成分

将上述得到的三组原料应用到申请人的硫酸生产工艺线，即送入沸腾炉燃烧制取二氧化硫，然后经净化、转化、吸收制得硫酸。三组原料均能够满足沸腾炉中800～900℃的温度要求，第一组生产得到的铁精粉铁含量59％，第二组生产得到的铁精粉铁含量57％，第二组生产得到的铁精粉铁含量55％。由此可见，本发明公开的原料能够满足常规的焙烧制取硫酸工艺。

对比例

本申请简单用对比例进行说明，将钛白废渣和选矿弃渣进行混合以及其配比的重要性。调整物料配比，钛白废渣50％，选铜弃渣,10％，选锌弃渣10％，选钴弃渣10％，选钛弃渣20％，所得原料成分S 19％，Fe 39％；将该批原料送入申请人的硫酸生产工艺线，使得沸腾炉温度降低至700℃左右，使得渣残硫较高，硫的收率低、铁精粉质量差，并且影响蒸汽产量。如果调整物料配比，钛白废渣5％，选铜弃渣,15％，选锌弃渣25％，选钴弃渣10％，选钛弃渣45％，所得原料成分S 24.1％，Fe 52％；将该批原料送入申请人的硫酸生产工艺线，使得沸腾炉温度升高至960℃左右，使得沸腾炉结疤严重，长期运行必然死炉。

Claims (5)

1.焙烧制取硫酸的原料，其特征在于：是将钛白废渣和选矿弃渣按一定质量百分比混合后堆放10～30天得到，质量百分比为钛白废渣15～35％、选矿弃渣65～85％；原料中S含量20～25％，水分≤8％，原料中铁含量≥45％；所述选矿弃渣为选铜弃渣、选锌弃渣、选钴弃渣、选钛弃渣中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的焙烧制取硫酸的原料，其特征在于：原料中S含量21～23％。

3.根据权利要求1所述的焙烧制取硫酸的原料，其特征在于：选矿弃渣的S含量12～35％。

4.根据权利要求1所述的焙烧制取硫酸的原料，其特征在于：钛白废渣和选矿弃渣混合后堆放的时间是12～20天。

5.根据权利要求1所述的焙烧制取硫酸的原料，其特征在于：原料的粒度为过200目筛50～90％。