本發(fā)明涉及一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法，屬于化工冶金領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

CN105084323A公開了“一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法”，其中記載了將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法，其是采用“焙燒爐干法”工藝對硫化亞鐵進行氧化的。

采用上述“焙燒爐干法”工藝，在氧化過程中，對溫度的控制較為困難，并且滿足所需的氧化時間難度較大。而將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的工藝中，溫度和氧化時間的控制會對最終硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的效果產(chǎn)生較大影響。

在硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵工藝中，目前尚未出現(xiàn)能夠有效控制氧化溫度同時滿足所需氧化時間的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法。該方法能夠同時滿足硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的工藝中對溫度控制和氧化的時間的要求，能夠有效提高硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的工藝效果。

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法，該方法包括以下步驟：

向硫化亞鐵中加入水，將其制成漿料，所述漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度為1-79.9％；

對所述漿料進行氧化處理，氧化時間為0.3-50h，氧化過程中對漿料進行充分攪拌并始終控制漿料的溫度為60-99.9℃；得到氧化鐵和單質(zhì)硫。

本發(fā)明將漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度控制為1-79.9％，該濃度范圍能夠確保制成的硫化亞鐵漿料在進行氧化處理時，在設(shè)備中能夠順利流動。

在上述方法中，優(yōu)選地，對所述漿料進行氧化處理時，該方法還包括向漿料中通入含氧氣體，或者對漿料進行電解制取氧氣的步驟。所述含氧氣體可以是空氣、富氧氣或純氧氣，所述富氧氣是指氧氣的體積分數(shù)大于空氣中的平均氧氣體積分數(shù)的空氣。

在上述方法中，優(yōu)選地，對所述漿料進行氧化處理時，采用攪拌桶或浮選機作為氧化處理裝置。

本發(fā)明采用攪拌桶或浮選機作為氧化設(shè)備，該設(shè)備能夠?qū)闪鲃拥牧蚧瘉嗚F漿料進行充分攪拌氧化，并始終控制漿料的溫度為60-99.9℃；此外，用于本發(fā)明的攪拌桶或浮選機可以是本領(lǐng)域的現(xiàn)常規(guī)裝置，其他類似于攪拌桶或浮選機，并能起到相同作用的硫化亞鐵氧化裝置也可用于本發(fā)明。

在上述方法中，優(yōu)選地，所述攪拌桶或浮選機為外部充氣式或自吸式。所述外部充氣式攪拌桶或浮選機可以由外部用鼓風(fēng)機送入氣體使礦漿完成充氣和攪拌；所述自吸式攪拌桶或浮選機則可以由葉輪或回轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生負壓將含氧氣體吸入礦漿中而使礦漿進行充氣和攪拌。

在上述方法中，優(yōu)選地，采用攪拌桶或浮選機作為氧化處理裝置時，采用單個攪拌桶或浮選機；或者，將至少兩個攪拌桶或浮選機進行串聯(lián)或并聯(lián)。

本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)CN105084323A(申請?zhí)枮?01510587333.3，發(fā)明名稱：一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法，本發(fā)明將其引用于此作為對比參考)采用焙燒爐干法工藝進行氧化，氧化反應(yīng)過程中使用的移熱裝置主要為移熱管，用以移除硫化亞鐵產(chǎn)生的熱量，然而該裝置散熱效率較低，且在散熱管之間的硫化亞鐵物料存在溫度梯度的問題，極易造成硫化亞鐵物料局部因為溫度過高，被氧化成二氧化硫，并且由于硫化亞鐵物料是以固態(tài)形式存在的(硫化亞鐵中的含水量小于20％)，反應(yīng)過程中會進一步加劇受熱不均勻的問題，生成二氧化硫，從而影響產(chǎn)物單質(zhì)硫的產(chǎn)率。本發(fā)明則采用的濕法氧化工藝，其中硫化亞鐵在漿料中的質(zhì)量百分比濃度為1-79.9％，這一濃度范圍能夠使硫化亞鐵物料產(chǎn)生的熱能迅速通過水介質(zhì)移除；此外，由于采用攪拌桶或浮選機，氧化過程中能夠?qū){料一直進行攪拌充氣，使硫化亞鐵物料的氧化溫度能夠始終保持均勻和穩(wěn)定，同時能夠精確控制氧化條件，避免因溫度過高，造成硫化亞鐵氧化成二氧化硫。

在上述方法中，優(yōu)選地，所述漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度為65-75％。

在上述方法中，優(yōu)選地，所述氧化時間為5-20h。

在上述方法中，優(yōu)選地，氧化過程中始終控制漿料的溫度為70-98℃。

在上述方法中，優(yōu)選地，對所述漿料進行氧化處理時包括以下步驟：

將漿料置于攪拌桶或浮選機中，向攪拌桶或浮選機內(nèi)通入含氧氣體，或者對攪拌桶或浮選機內(nèi)的漿料進行電解制取氧氣；

利用攪拌桶或浮選機對漿料進行攪拌氧化，氧化過程中始終控制漿料的溫度為60-99.9℃，氧化時間為0.3-50h。

本發(fā)明的有益效果：

1)與現(xiàn)有技術(shù)“焙燒爐干法”工藝相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案采用的是濕法漿料工藝，解決了硫化亞鐵氧化工藝過程中的溫度難以控制的問題，操作過程中物料的氧化溫度始終能夠保持均勻和穩(wěn)定；

2)本發(fā)明提供的技術(shù)方案利用現(xiàn)有的裝置(攪拌桶，浮選機等)即可實現(xiàn)想要的技術(shù)效果，大幅降低了設(shè)備的成本，大大提升了實用價值和經(jīng)濟價值。

3)由于本發(fā)明采用濕法漿料工藝，可以有效避免硫化亞鐵在氧化過程出現(xiàn)的閃爆，使得工藝控制更加安全可靠。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。

實施例1

本實施例提供了一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法。該方法包括以下步驟：

向硫化亞鐵中加入水，將其制成漿料，漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度為65％；

將制成的漿料送入外部充氣式攪拌桶中進行氧化處理，外部充氣式攪拌桶所通入的氣體可以為空氣、富氧氣或純氧氣；氧化處理過程中外部充氣式攪拌桶可以不斷地漿料進行攪拌和充氣，使?jié){料充分氧化；

氧化過程中始終控制漿料的溫度為70℃，控制氧化時間為10h；最終得到氧化鐵和單質(zhì)硫。

實施例2

本實施例提供了一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法。該方法包括以下步驟：

向硫化亞鐵中加入水，將其制成漿料，漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度為79.9％；

將制成的漿料送入自吸式攪拌桶中進行氧化處理，含氧氣體可以由葉輪或回轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負壓進入攪拌桶內(nèi)，與漿料充分接觸；

氧化過程中始終控制漿料的溫度為98℃，控制氧化時間為50h；最終得到氧化鐵和單質(zhì)硫。

實施例3

本實施例提供了一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法。該方法包括以下步驟：

向硫化亞鐵中加入水，將其制成漿料，漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度為75％；

將制成的漿料送入外部充氣式浮選機中進行氧化處理，氧化過程中始終控制漿料的溫度為75℃，控制氧化時間為30h；最終得到氧化鐵和單質(zhì)硫。

實施例4

本實施例提供了一種將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法。該方法包括以下步驟：

向硫化亞鐵中加入水，將其制成漿料，漿料中硫化亞鐵的質(zhì)量百分比濃度為70％；

將制成的漿料送入自吸式浮選機中進行氧化處理，氧化過程中始終控制漿料的溫度為85℃，控制氧化時間為35h；最終得到氧化鐵和單質(zhì)硫。

本發(fā)明實施例1-4將硫化亞鐵制成漿料，氧化過程中能夠?qū){料一直進行攪拌充氣，使硫化亞鐵物料的氧化溫度能夠始終保持均勻和穩(wěn)定；操作設(shè)備使用現(xiàn)有的浮選機或攪拌桶即可滿足各種處理量的硫化亞鐵氧化的需要，操作便利，工藝條件穩(wěn)定可控，極大降低了對設(shè)備的要求以及經(jīng)濟成本的投入。

對比例1

本對比例提供了一種采用焙燒爐將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法。該方法的操作步驟同CN105084323A(申請?zhí)枮?01510587333.3，發(fā)明名稱：一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法，本發(fā)明將其引用于此作為對比參考)中實施例2記載的將硫化亞鐵氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵的方法相同，其所使用的氧化設(shè)備為CN105084323A實施例1中記載的氧化設(shè)備。

具體地，該方法包括以下步驟：

向硫化亞鐵中加入1-20％的水(該水的添加量是以添加水后的硫化亞鐵的總重量計)，然后將其通過氧化爐的進料斗送至氧化爐內(nèi)；

利用風(fēng)機和進氣管道向氧化爐內(nèi)通入含氧氣體，向水池中注入水，將安全管的端口浸沒于水面以下，確保氧化爐在反生閃爆時，爐內(nèi)氣體能夠順利排出，通過移熱裝置使氧化爐內(nèi)的溫度控制在60-100℃，氧化時間在50h以上；得到氧化鐵和單質(zhì)硫。

對比例所使用的移熱裝置散熱效率較低，并且由于移熱裝置主要由散熱管組成，散熱管之間的硫化亞鐵物料會存在溫度梯度的問題，在操作實施過程極易造成硫化亞鐵物料局部因為溫度過高，氧化生成二氧化硫；與此同時，對比例中的硫化亞鐵含水率較低，無法以可流動的漿料形式存在，在反應(yīng)過程中也容易進一步加重受熱不均勻的問題。此外，對比例采用焙燒爐干法工藝，氧化時間超過50小時，過長的氧化時間對設(shè)備的要求較高，經(jīng)濟投入較大。

綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有成本低、所使用的設(shè)備成熟的優(yōu)點，解決了硫化亞鐵氧化工藝過程中的溫度難以控制的問題，且所使用的設(shè)備能夠滿足硫化亞鐵氧化所需的時間要求，具有極高的實用價值和經(jīng)濟價值。