硫鐵礦燒渣課件

1、硫鐵礦燒渣-鐵精粉的原料要求四川省化工設(shè)計(jì)院1、硫鐵礦制酸的產(chǎn)品硫酸及其相應(yīng)產(chǎn)品鐵精粉蒸汽2、我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)與硫鐵礦制酸鐵精粉2.1 我國(guó)是全球最大的鋼鐵消耗國(guó)和生產(chǎn)國(guó)，鋼鐵產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量50%。同時(shí)又是世界鐵礦石消費(fèi)和進(jìn)口“超級(jí)大國(guó)”。單位KT201020112012201320142015世界鋼產(chǎn)量143315371559164916671620中國(guó)鋼產(chǎn)量639702731822822804世界鐵礦石產(chǎn)量18541919187019292001中國(guó)鐵礦石進(jìn)口6196877458209329502.2 硫鐵礦制酸鐵精粉的市場(chǎng) 我國(guó)屬于硫鐵礦資源比較豐富的國(guó)家，硫鐵礦產(chǎn)量在17000Kt/a左

2、右，我國(guó)硫鐵礦制酸約占我國(guó)硫酸產(chǎn)量24.5%，產(chǎn)出的燒渣估計(jì)約13000kt/a,以含鐵60%計(jì)，作為鐵精粉可向鋼鐵行業(yè)提供鐵資源約7000kt。 我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，將去產(chǎn)能11.5億噸，但鐵礦石進(jìn)口量預(yù)測(cè)仍在6億噸左右，礦制酸燒渣仍有很大市場(chǎng)空間。2.3硫鐵礦制酸鐵精粉價(jià)格 受中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型與世界經(jīng)濟(jì)疲軟的影響，鐵礦石價(jià)格掉到近年來(lái)最低點(diǎn)，3月初略有回升 。 硫鐵礦制硫酸燒渣鐵精粉價(jià)格也同樣受其影響，W（Fe）%60的燒渣（鐵精粉）價(jià)格有的地區(qū)在300元/噸，有的地區(qū)在200元/噸，歷史上曾高達(dá)750元/噸。3、鋼鐵行業(yè)對(duì)鐵礦石的質(zhì)量要求 鋼鐵行業(yè)將可以直接用于生鐵冶煉的含鐵量百分比較

3、高的鐵礦粉稱為鐵精礦（粉）。 3.1鐵精礦（粉）的主要品質(zhì)指標(biāo) 1）鐵元素的含量 ：60%以上含量的一般被認(rèn)為是高品位的鐵精礦（粉）。 2）有害成分：主要包括硫、磷、氧化硅等。其他有害成分主要指銅、鉛、鋅、錫、砷、堿金屬。表2 鐵精礦質(zhì)量要求 單位：%鐵精礦類型磁鐵精粉赤鐵精粉代號(hào)C67C65C63C60H65H62H59H55TFe6765636065625955化學(xué)成分%TFe允許波動(dòng)范圍+1.0 -0.5+1.5 -1.0+1.0 -0.5+1.5 -1.0SiO2345712126810138101315S（0.10.19）（0.20.4）（0.10.19）（0.20.4）P（0.05

4、0.09）（0.10.3）（0.080.19）（0.20.4）Cu（0.10.2）（0.10.2）Pb0.10.1Zn（0.10.2）（0.10.2）Sn0.080.08As（0.040.07）（0.040.07）TiO2FK2O+Na2O0.250.25水分/%101111123.2 鐵精粉粒度：當(dāng)粒度小于0.074mm（200目）占65%以上時(shí)，可用于加工球團(tuán)礦。粒度達(dá)到0.1476.3mm時(shí)，可作為燒結(jié)礦原料。3.3國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硫鐵礦燒渣的品質(zhì)指標(biāo) 硫鐵礦燒渣鐵精粉作為礦酸的產(chǎn)品之一，作為煉鐵的原料，其燒渣化學(xué)成分須滿足GB/T29502-2013，特別是一級(jí)品作為鐵精粉，更要求總硫（不是

5、有效硫）小于1%，并增加K2O+Na2O0.25%和錫（Sn）0.08%的要求。 表3 硫鐵礦燒渣的化學(xué)成分（GB/T 29502-2013）品級(jí)化學(xué)成分/%TFeSiO2SPAsCuPb+Zn不小于不大于一級(jí)品60.06.01.00.050.050.20.3二級(jí)品58.010.01.50.080.080.30.5三級(jí)品54.012.02.50.120.120.41.0注：1）各組分含量均以干基計(jì)。 2）粒度（0.075mm）65%。 3）水分18%。4 硫鐵礦酸生產(chǎn)鐵精粉對(duì)入爐原料的要求 硫鐵礦制酸的三個(gè)產(chǎn)品硫酸、蒸汽、鐵精粉對(duì)原料要求是不矛盾的，無(wú)論從清潔生產(chǎn)和物料平衡對(duì)任何礦種都要求走精

6、料路線高硫、高鐵、低有害物質(zhì)。 4.1硫鐵礦酸的主要原料鐵硫比要高 硫鐵礦酸的原料礦種有硫鐵礦、磁硫鐵礦、一硫化鐵等 表4 幾種含硫純物質(zhì)的化學(xué)分析數(shù)據(jù) 分子式w(S)/lw(Fe)/lw(O2)/lw(H2O)/lw(Fe)/ w(S)釋放出熱量/kjt-1備注FeS253.330%46.670%000.875423104黃鐵礦Fe7S839.620%60.380%001.524574104磁硫鐵礦FeS36.460%63.540%001.740620104一硫化鐵S100.000%314104FeSO4H2O18.824%32.941%37.647%10.558%1.75約650分解硫酸亞

7、鐵FeSO47H2O11.510%20.144%23.021%45.324%1.75表6 入爐原料的燒渣量與燒渣含鐵量和燒出率原料入爐礦燒渣量kg/t酸不計(jì)燒出率Fe%燒出率%計(jì)燒出率Fe%S%Fe%kg/t酸Fe3O4Fe2O3Fe3O4Fe2O3Fe3O4Fe2O3Fe3O4Fe2O3Fe3O4+ Fe2O3黃鐵礦FeS24444775.57551.38565.4761.8960.3498.5598.516159.4460.5磁性硫鐵Fe7S830551137.5999.061020.1662.6261.3397.3797.3160.9759.6860.7一硫化鐵FeS30571137.5

8、1026.831055.5763.1461.4297.2997.2261.4359.71614.2硫鐵礦酸的主要原料有害成分要低 4.2.1鋼鐵生產(chǎn)原料有害成分及危害 有害成分：銅、鉛、鋅、錫、氧化鉀、氧化鈉、砷、磷、二氧化硅、硫（殘余總硫）等。 對(duì)煉鐵生產(chǎn)的危害：惡化操作條件；鋼材性能下降；產(chǎn)生職業(yè)危害。 硫鐵礦制酸燒渣鐵精粉的成分，要滿足鋼鐵行業(yè)和GB/T29502-2013制造鐵球團(tuán)和煉鐵要求，其有害成分要控制在表2和表3范圍內(nèi)。 4.2.2 硫鐵礦制酸燒渣中的有害成分 1）銅、鉛、鋅、錫與堿金屬（鉀、鈉） 此5種金屬元素隨入爐原料進(jìn)入沸騰爐，無(wú)論焙燒氛圍如何，無(wú)論它們生成何種氧化物或硫

9、化物，都會(huì)留在濕法凈化前渣、塵收集系統(tǒng)中（忽略電除塵器出口爐氣帶走量），即燒渣中。 2）磷 入爐原料中帶入的磷以磷礦石的形態(tài)存在，在焙燒氣氛下一般不能分解，轉(zhuǎn)入燒渣中。 3）砷 入爐原料帶入的砷，大致以氣態(tài)As2O3存在于爐氣中，隨著爐氣溫度的逐步降低，便形成各種固態(tài)砷和砷酸鹽轉(zhuǎn)入燒渣中。同時(shí)爐氣中某些如鉛，鋅等的金屬氧化物，在400以上時(shí)與As2O3反應(yīng)形成固態(tài)砷化合物以塵的形態(tài)也轉(zhuǎn)入燒渣中。通常入爐原料帶入的砷，大部分（85%）轉(zhuǎn)入燒渣，少部分（15%）隨爐氣進(jìn)入濕法凈化工序。 4）二氧化硅（SiO2） 原料帶入的SiO2，在焙燒氣氛下能與CaO生成CaOSiO2（硅酸鈣），與HF生成Si

10、F4，但畢竟原料中Ca和F含量微量，視為全部轉(zhuǎn)入燒渣中。 5）硫酸鹽（CaSO4、MgSO4） 原料帶入的CaSO4、MgSO4，在焙燒氣氛下不能分解，轉(zhuǎn)入燒渣中，增加了燒渣中的殘硫含量。表7 燒渣主要元素及有害成分與燒渣的關(guān)系 項(xiàng) 目化 學(xué) 成 分粒 度-0.075mmTFeSiO2SPAsCuPbZnSnK2O+Na2O鋼鐵行業(yè)對(duì)磁鐵精粉質(zhì)量要求6070.1-0.40.05-0.30.04-0.070.1-0.20.10.1-0.20.080.2575硫鐵礦燒渣GB/T29502-2013一級(jí)品606.01.00.050.050.2(Pb+ Zn)0.3無(wú)要求無(wú)要求65黃鐵礦FeS2入爐礦

11、444.27440.0360.0420.142(Pb+ Zn)=0.2130.0570.179燒渣616.00.90.050.050.2(Pb+ Zn)=0.30.080.25磁硫鐵礦Fe7S8入爐礦555.27300.0440.0520.177(Pb+ Zn)=0.2630.070.22燒渣60.976.00.90.050.050.2(Pb+ Zn)=0.30.080.25一硫化鐵FeS入爐礦575.42300.0450.0530.18(Pb+ Zn)=0.270.0720.226燒渣61.436.00.90.050.050.2(Pb+ Zn)=0.30.080.25 4.3硫鐵礦燒渣有害成

12、分不超標(biāo)的措施 硫鐵礦燒渣中鐵元素w（Fe）60%及有害成分不超標(biāo)的措施有： 1）走精料路線，提高入爐礦中硫、鐵含量，特別是鐵含量。無(wú)論上述何種礦，其鐵含量應(yīng)占該礦理論含量的90%，相應(yīng)硫含量在80%左右。 原礦選礦后，硫含量高，鐵含量就相應(yīng)高，有害元素相應(yīng)降低，精料路線應(yīng)在礦山實(shí)施。 精料路線使得硫（S）、鐵（Fe）成分提高，有害成分砷（As）、氟（F）、重金屬等減少，燒渣既滿足煉鐵的鐵精粉要求，硫鐵礦制酸的污水處理又容易達(dá)到環(huán)境保護(hù)的要求。 2）選用w（Fe）/w（S）高的礦，即FeS和Fe7S8，二者都是含低硫高鐵的礦，其w（Fe）/w（S）高于FeS21.25倍。使噸酸實(shí)物礦耗高，進(jìn)入

13、鐵量大，燒渣量是硫鐵礦的1.8倍，燒渣產(chǎn)量大。 3）配礦。將含鐵量低的礦與高鐵量的燒渣等進(jìn)行配礦，調(diào)節(jié)入爐的w（Fe）/w（S）和有害元素，以求得到合格的鐵精粉和加大燒渣產(chǎn)量。 4）Fe3O4含w（Fe）72.41%而Fe2O3含w（Fe）70%，焙燒氣氛應(yīng)為弱氧焙燒，出爐燒渣應(yīng)快速冷卻和增濕，避免Fe3O4被空氣氧化為Fe2O3，降低燒渣Fe含量。 5）GB/T29502-2013要求燒渣殘w（S）1%，測(cè)定按GB/T6730.61規(guī)定進(jìn)行，硫酸行業(yè)傳統(tǒng)的硫含量測(cè)定按GB/T2462執(zhí)行。我們認(rèn)為前者是總硫，后者是有效硫。要滿足總硫的要求，除在焙燒爐型上要有足夠的停留時(shí)間和相對(duì)高的焙燒溫度外

14、，還要注意入爐原料中的鈣、鎂等元素。 6）摻燒硫酸亞鐵 硫酸亞鐵是鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，其w（Fe）/w（S）為1.75，屬于低硫高鐵的硫酸鹽，在有條件的地區(qū)，適當(dāng)摻燒硫酸亞鐵，可提高燒渣的鐵含量，同時(shí)可降低有害成分。 7）硫鐵礦的焙燒是高溫脫硫過(guò)程，其燒渣量小于入爐原料量，入爐有害元素富集于燒渣中，所以要求入爐有害成分小于燒渣有害成分，而高硫高鐵原料由于燒渣少，要求有害元素更低。 5 關(guān)于硫鐵礦和硫精礦的技術(shù)指標(biāo) 硫鐵礦和硫精礦的技術(shù)指標(biāo)HG/T2786-1996 表8 硫鐵礦技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng) 目指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)-I優(yōu)-II合-I合-II有效硫（S）含量，% 3835282522砷（As）含量，% 0.050.10.15氟（F）含量，% 0.050.1鉛鋅（Pb+Zn）含量，% 1.0碳（C）含量，% 2.03.05.0表9 硫精礦技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng) 目指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)-I優(yōu)-II有效硫（S）含量，% 48453828砷（As）含量，% 0.050.070.10氟（F）含