硫鐵礦焙燒原理

1、硫鐵礦焙燒,硫鐵礦焙僥反應(yīng)極為復(fù)雜，隨著條件不同而得到不同的反應(yīng)產(chǎn)物。其過程分為二步： 第一步是硫鐵礦中的有效成分FeS2受熱分解成貼和單體硫；,這一步是吸熱反應(yīng)，溫度越高，對FeS2分解反應(yīng)越有利。高于400就開始分解，500 時則較為顯著，x值隨溫度改變而變化，900 ，x=0。 第二步 分解出的單體硫與空氣燃燒，生成二氧化硫；,S2 + 2O2 = 2SO2, 溫度高于600時，剩下的硫化亞鐵在氧分壓為3.04kPa(0.03atm)以上，即空氣過剩量大時，生成紅棕色燒渣： 4FeS+7O2 = 2 Fe2O3+ 4SO2 + Q,（1）焙燒反應(yīng), 氧含量在1%左右時，則生成棕黑色Fe3

2、O4，稱磁性燒渣： 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 +Q,（2）總反應(yīng)方程式： 常規(guī)焙燒總反應(yīng)方程式： 4FeS2+11O2=2 Fe2O3 + 8SO2 + 3310kJ/mol 說明：正常情況下，反應(yīng)熱可維持系統(tǒng)在高溫下的熱平衡，無需另加 熱源。 反應(yīng)特點(diǎn)：強(qiáng)放熱、體積減小、氣-固相（非均相）、不可逆反應(yīng)；有副反應(yīng)，如 SO2 SO3 ，鈣鎂鹽的分解等。 空氣過剩量不足：爐內(nèi)呈較強(qiáng)還原氣氛，殘硫較高。（磁性焙燒） 3FeS2 + 8O2= Fe3O4 + 6SO2+Q,（3）脫砷焙燒（兩個階段）,熱分解 4FeAsS=4FeS+As4 2FeS2=2FeS+S2 4Fe

3、AsS+4FeS2=8 FeS+ As4S4 氧化 As4+3O2=2As2O3 1/2 S2+O2= SO2 As4S4+7 O2=2As2O3+4 SO2 3FeS+5 O2 =Fe3O4+3 SO2 在脫砷焙燒中，關(guān)鍵是只能生成磁性氧化鐵，避免Fe2O3 2Fe2O3+As2O3=4FeO+As2O5使砷留于殘渣中。,爐氣硫與氧化合生成的SO2及其他氣體（過量O2、空氣帶入的N2、和水蒸氣）的統(tǒng)稱； 爐渣即燒渣，鐵與氧化合生成的氧化物及其他固態(tài)物； 雜質(zhì)硫鐵礦中含銅、鉛、鋅、鈷、鎘、砷、硒等的硫化物，銅、鋅、鈷、鎘的氧化物留在爐渣中，而PbO, As2O3, SeO2則一部分或全部成為氣

4、態(tài)，隨爐氣進(jìn)入制酸系統(tǒng)；若礦石中含有氟化物，則HF也會進(jìn)入爐氣。,（4）產(chǎn)物：,（5）焙燒速度,硫鐵礦的焙燒是非均相的反應(yīng)過程，反應(yīng)在兩相的接觸表面上進(jìn)行。從熱力學(xué)角度看，反應(yīng)可進(jìn)行得很完全，因而對生產(chǎn)起決定作用的是焙燒速度。,隨著溫度的升高，化學(xué)反應(yīng)速率的增長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過擴(kuò)散速率的增長率。在實際生產(chǎn)中，由于反應(yīng)溫度較高，約900左右，故硫鐵礦的焙燒屬擴(kuò)散控制。 擴(kuò)散分為： 1、氧向琉鐵礦表面擴(kuò)散 2、生成的二氧化硫由表面向氣流中擴(kuò)散提高焙燒劑(一般為空氣)中氧的濃度，可加快焙燒過程總的速率。整個硫鐵礦焙僥過程中，氧的擴(kuò)散控制了總反應(yīng)速率。氧的擴(kuò)散速率還與氣固相的接觸面積，氧通過氣膜和氧化層的傳質(zhì)系數(shù)有關(guān)。,（5）焙燒速度,分解段 485-560,轉(zhuǎn)換段 500-630,擴(kuò)散段 720-1155,7.1102 7.6 8.3 9.1 10.0 11.1 12.5 14.3,436 487 556 636 727 837 977 1157,a提高反應(yīng)溫度。提高反應(yīng)溫度可加快擴(kuò)散速率，但應(yīng)低于爐渣的熔點(diǎn)，否則，物料熔結(jié)合影響正常操作。所以控制操作溫度在850900間。,b減小粒度。礦石粒度小，可增大烙燒劑與礦石的接觸面，并減少內(nèi)擴(kuò)散阻力。所以礦料焙烷前要適當(dāng)破碎。,c增加焙燒劑與礦物的相對運(yùn)動，由于空氣與礦粒間的相對運(yùn)動愈劇烈，氣體的擴(kuò)散阻力就愈小，因而，目前硫鐵