專利名稱：一種高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中的燒結(jié)工藝，特別涉及一種高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝。
背景技術(shù)：
硫酸渣是以硫鐵礦(黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦等)為原料，通過沸騰爐焙燒制取硫酸后所排出的一種工業(yè)廢渣，俗稱“燒渣”或者“硫酸渣”。每生產(chǎn)It硫酸，就要排出O. 7 l.Ot的硫酸渣。我國是硫酸生產(chǎn)大國，每年排出的硫酸渣超過1000萬t，約占全國年排放化學(xué)廢渣總量的30%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)生產(chǎn)硫酸而排放的硫酸渣僅10%被利用，其余作為廢棄物堆存，因此一旦刮風(fēng)下雨，給農(nóng)田、池塘和江河帶來了赤流和酸水污染。發(fā)達(dá)國家采用含硫45%以上和雜質(zhì)含量少的硫鐵礦制硫酸，硫酸渣可直接用作煉鐵原料，故其利用率高，在綜合利用方面取得了很好的成果日本硫酸渣的利用率為 70% 80%，美國為80% 85%，西德、西班牙幾乎為100%。我國雖然有一些化工廠改用硫磺制備硫酸，以減少硫酸渣的產(chǎn)出量，但是，我國已探明的自然硫資源十分稀少，僅占硫資源總量的20%, 80%的硫以硫鐵礦的形式存在。而國外主要依靠從石油、天然氣副產(chǎn)品中回收硫，我國仍只能以礦石硫?yàn)橹?。因而，可以看到，硫酸渣的存在將是長期的。綜合開發(fā)利用硫酸渣，也將是必然的。同時，國家能夠利用的礦產(chǎn)資源逐年減少。因此，加快開展硫酸渣綜合利用的研究，使其成為補(bǔ)充礦產(chǎn)資源加以利用，變廢為寶，防止環(huán)境污染，可產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。燒結(jié)法是將粉狀物料進(jìn)行高溫加熱，在不完全熔化的條件下燒結(jié)成塊的方法。我國鋼鐵工業(yè)中造塊主要靠燒結(jié)法，向高爐供入爐料占70%以上。硫酸渣由于硫含量較高，而硫是鐵礦中主要的有害雜質(zhì)之一，硫在鋼鐵內(nèi)以FeS形態(tài)存在于晶粒間界上，熔點(diǎn)低，導(dǎo)致“熱脆”。因此，硫酸渣無法高配比地應(yīng)用到鋼鐵生產(chǎn)中。硫可在高溫氧化造塊中脫除大部分，但由于硫酸渣的高硫量，不管采用燒結(jié)法還是球團(tuán)法造塊都無法達(dá)到高爐對硫含量的嚴(yán)格要求，無法實(shí)現(xiàn)硫酸渣的高配比。因此考慮對硫酸渣進(jìn)行小球燒結(jié)工藝，在抽風(fēng)燒結(jié)的同時又利用了球團(tuán)的良好透氣性，在高氧位條件下可以實(shí)現(xiàn)硫的有效脫除，進(jìn)而可以提高燒結(jié)混合料中硫酸渣的配比。該工藝為硫酸渣的利用開辟了新的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝流程簡單、操作方便、可減少環(huán)境污染、有效脫除硫酸渣中的雜質(zhì)S、實(shí)現(xiàn)硫酸渣在燒結(jié)中高配比的硫酸渣小球燒結(jié)工藝。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，包括以下步驟
(I)制備球團(tuán)將硫酸渣與鐵精粉按照1:1 4的質(zhì)量比混合成主礦，然后將主礦、粘結(jié)劑、燃料、熔劑和返礦加水混合成混合礦，其中粘結(jié)劑的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的O. 6% 3. 0%，燃料的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3. 0% 6. 5%，熔劑的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3. 0% 15. 0%，返礦的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的5% 35%，水的添加量為主礦質(zhì)量的3. 0% 18. 0%，將混合礦制成小球團(tuán)；
(2)燒結(jié)將步驟(I)中生成的小球團(tuán)表面裹覆一層燃料，經(jīng)過干燥、預(yù)熱后點(diǎn)火燒結(jié)制成熱燒結(jié)礦，熱燒結(jié)礦經(jīng)過冷卻、破碎和篩分得到成品燒結(jié)礦和返礦。上述工藝中，優(yōu)選的，所述步驟(I)中硫酸渣、鐵精粉的粒度均控制為小于O. 074mm 的大于 60%。上述工藝中，優(yōu)選的，所述步驟(I)中粘結(jié)劑為膨潤土、消石灰或有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑。上述工藝中，優(yōu)選的，所述燃料的粒度小于3mm，所述燃料為焦粉和/或無煙煤。上述工藝中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中燃料的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的1. 0% 4. 0%。上述工藝中，優(yōu)選的，所述步驟(I)中的熔劑為生石灰、石灰石、消石灰、白云石中 的至少一種，粒度小于3mm。上述工藝中，優(yōu)選的,將混合礦制成小球團(tuán)的過程中，造球時間為9min 20min,生球落下強(qiáng)度4次/0. 5m 30次/0. 5m,抗壓強(qiáng)度ION/個 50 N/個，爆裂溫度300°C 800。。。上述工藝中，優(yōu)選的,所述步驟(I)中，制成的小球團(tuán)直徑為2mm 16mm。上述工藝中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中的工藝參數(shù)控制為料層高度不小于500mm，點(diǎn)火溫度為1050°C 1150°C，點(diǎn)火時間為Imin 3min，點(diǎn)火負(fù)壓為4kPa 6kPa，燒結(jié)負(fù)壓為 8kPa lOkPa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(I)本發(fā)明將球團(tuán)工藝和燒結(jié)工藝相結(jié)合，通過固相固結(jié)和液相粘結(jié)相結(jié)合的方式，強(qiáng)化了燒結(jié)礦的固結(jié)，在燒結(jié)料層的中上部，產(chǎn)品以散狀的球團(tuán)為主，在料層下部，球團(tuán)粘結(jié)在一起，產(chǎn)品以葡萄狀為主。這種結(jié)合方式與布局使燒結(jié)礦的氧位得到了大幅度提高，再通過利用球團(tuán)的良好透氣性，可以實(shí)現(xiàn)硫的有效脫除，進(jìn)而可以提高燒結(jié)混合礦中硫酸渣的配比。(2)本發(fā)明工藝流程簡單，操作方便，對原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，可處理細(xì)粒級硫酸渣，與常規(guī)燒結(jié)工藝相比，采用本發(fā)明工藝可以提高硫酸渣在混合礦中的配比而不影響燒結(jié)礦的指標(biāo)，使廢棄資源得到有效的利用，可以減少環(huán)境污染。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1 :
本實(shí)施例選用湖南某地硫酸渣，硫含量為1. 33%，燃料采用焦粉，其中60%的焦粉用于步驟(1)，40%的焦粉用于步驟(2)，如圖1所示工藝過程，具體包括以下步驟
(I)制備球團(tuán)將硫酸渣與鐵精粉按照3 7的質(zhì)量比混合成主礦，其中硫酸渣粒度組成中小于O. 074mm為85. 3% ;然后將主礦、膨潤土 (粘結(jié)劑)、焦粉、生石灰(熔劑)和返礦加水混合成混合礦,其中膨潤土的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的1. 2%，焦粉的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3. 36%，生石灰的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的5. 5%，返礦的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的15%，水的添加量為主礦質(zhì)量的9. 5%。將混合礦在造球機(jī)上造球,造球時間13min,生球落下強(qiáng)度5. 6次/0. 5m,抗壓強(qiáng)度
12.4N/個，爆裂溫度385°C，制成直徑為Φ2πιπι Φ 16mm的小球團(tuán)。(2)燒結(jié)在小球團(tuán)表面裹覆一層焦粉進(jìn)行燒結(jié)，所用焦粉的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的
2.24%，燒結(jié)機(jī)中料層高度為700mm，經(jīng)過干燥、預(yù)熱后點(diǎn)火燒結(jié)，點(diǎn)火溫度1100°C，點(diǎn)火負(fù)壓5kPa，點(diǎn)火時間1. 5min，燒結(jié)負(fù)壓IOkPa,制成熱燒結(jié)礦，燒結(jié)礦二元堿度為1. 50，熱燒結(jié)礦經(jīng)過冷卻、破碎和篩分得到成品燒結(jié)礦，成品燒結(jié)礦的粒度在3mm 40mm之間,得到的返礦粒度小于3mm，返礦可重復(fù)利用于步驟(I)中的球團(tuán)工藝，成品燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度88. 3%，成品率89. 3%，利用系數(shù)1. 83t/m2 · h，固體燃耗66. 5kg/t，硫含量為O. 013%。 實(shí)施例2
本實(shí)施例選用安徽某地硫酸渣，硫含量為1. 65%，如圖1所示工藝過程，具體包括以下步驟
(I)制備球團(tuán)將硫酸渣與鐵精粉按照3. 5 6. 5的質(zhì)量比混合成主礦，其中硫酸渣粒度組成中小于O. 074mm為89. 5% ;將主礦、膨潤土(粘結(jié)劑)、焦粉(燃料)、生石灰(熔劑)和返礦加水混合成混合礦,其中膨潤土的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的1. 5%，焦粉的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的4. 4%,生石灰的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的4. 5%,返礦的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的20%，水的添加量為主礦質(zhì)量的8. 7%ο將混合礦在造球機(jī)上造球,造球時間13min,生球落下強(qiáng)度4. 9次/0. 5m,抗壓強(qiáng)度13. 2N/個，爆裂溫度365°C，制成直徑為Φ2πιπι Φ 16mm的小球團(tuán)。(2)燒結(jié)在小球團(tuán)表面裹覆一層焦粉進(jìn)行燒結(jié)，所用焦粉的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的
2.6%，燒結(jié)機(jī)中料層高度為700mm，經(jīng)過干燥、預(yù)熱后點(diǎn)火燒結(jié)，點(diǎn)火溫度1100°C，點(diǎn)火負(fù)壓5kPa，點(diǎn)火時間1. 5min，燒結(jié)負(fù)壓IOkPa,制成熱燒結(jié)礦，燒結(jié)礦二元堿度為1. 75，熱燒結(jié)礦經(jīng)過冷卻、破碎和篩分得到成品燒結(jié)礦，成品燒結(jié)礦的粒度在3mm 40mm之間,得到的返礦粒度小于3_，返礦可重復(fù)利用于步驟(I)中的球團(tuán)工藝，成品燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度86. 7%，成品率85. 4%，利用系數(shù)1. 73t/m2 · h，固體燃耗68. 3kg/t，硫含量為O. 022%。
權(quán)利要求
1.一種高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，包括以下步驟 (1)制備球團(tuán)將硫酸渣與鐵精粉按照1:1 4的質(zhì)量比混合成主礦，然后將主礦、粘結(jié)劑、燃料、熔劑和返礦加水混合成混合礦，其中粘結(jié)劑的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的0. 6% 3. 0%，燃料的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3. 0% 6. 5%，熔劑的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3. 0% 15. 0%，返礦的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的5% 35%，水的添加量為主礦質(zhì)量的3. 0% 18. 0%，將混合礦制成小球團(tuán)； (2)燒結(jié)將步驟(I)中生成的小球團(tuán)表面裹覆一層燃料，經(jīng)過干燥、預(yù)熱后點(diǎn)火燒結(jié)制成熱燒結(jié)礦，熱燒結(jié)礦經(jīng)過冷卻、破碎和篩分得到成品燒結(jié)礦和返礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于，所述步驟(I)中硫酸渣、鐵精粉的粒度均控制為小于0. 074mm的大于60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于，所述步驟(I)中粘結(jié)劑為膨潤土、消石灰或有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于，所述燃料的粒度小于3_，所述燃料為焦粉和/或無煙煤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于，所述步驟(2)中燃料的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的1. 0% 4. 0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于，所述步驟(I)中的熔劑為生石灰、石灰石、消石灰、白云石中的至少一種，粒度小于3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于將混合礦制成小球團(tuán)的過程中，造球時間為9min 20min,生球落下強(qiáng)度為4次/0. 5m 30次/0. 5m,抗壓強(qiáng)度為ION/個 50N/個，爆裂溫度為300°C 800°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于所述步驟(I)中，制成的小球團(tuán)直徑為2mm 16mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，其特征在于，所述步驟(2)中的工藝參數(shù)控制為料層高度不小于500mm，點(diǎn)火溫度為1050°C 1150°C，點(diǎn)火時間為Imin 3min,點(diǎn)火負(fù)壓為4kPa 6kPa,燒結(jié)負(fù)壓為8kPa lOkPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高配比硫酸渣小球燒結(jié)工藝，包括以下步驟將硫酸渣與鐵精粉按照1∶1～4的質(zhì)量比混合成主礦，然后將主礦、粘結(jié)劑、燃料、熔劑和返礦加水混合成混合礦，其中粘結(jié)劑的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的0.6%～3.0%，燃料的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3.0%～6.5%，熔劑的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的3.0%～15.0%，返礦的質(zhì)量為主礦質(zhì)量的5%～35%，水的添加量為主礦質(zhì)量的3.0%～18.0%，將混合礦制成小球團(tuán)；再將小球團(tuán)表面裹覆一層燃料，燒結(jié)制成熱燒結(jié)礦，熱燒結(jié)礦經(jīng)過冷卻、破碎和篩分得到成品燒結(jié)礦和返礦。本發(fā)明的工藝流程簡單、對環(huán)境友好，結(jié)合了球團(tuán)工藝和燒結(jié)工藝的優(yōu)點(diǎn)，有效地提高了燒結(jié)礦中硫酸渣的配比。
文檔編號C22B1/14GK103014324SQ201310007989
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者趙強(qiáng), 寧順明, 佘宗華, 邢學(xué)永, 封志敏, 萬洪強(qiáng), 王文娟, 吳江華 申請人:長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司