專利名稱：一種利用硫酸渣煉鐵的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于冶金技術領域，特別涉及一種利用硫酸渣煉鐵的方法。
背景技術：
硫酸渣是利用黃鐵礦制造硫酸或亞硫酸時產(chǎn)生的廢渣，目前某些國家已做到全部利用，我國利用量只有50%左右。硫酸渣作為煉鐵等原料已有100多年歷史。中國每年排放1000多萬噸，只利用了 100多萬噸，其余都排放，堆積則侵占農(nóng)田，污染環(huán)境；排入江河則污染水體。硫酸渣的利用主要是作為水泥制備原料或煉鐵原料，其中高鐵硫酸渣(含氧化鐵 34%以上)可以代替鐵粉作為水泥生料配料；高鐵硫酸渣還可代替部分鐵礦粉，通過選礦提高鐵含量到50%以上，硫含量1%以下，直接制成球團礦或燒結礦送入高爐煉鐵。目前也有研究用高溫和中溫氯化法從硫酸渣中回收和制造還原鐵粉、三氯化鐵、 鐵紅等，以及回收銅、鈷等有色金屬。但是硫酸渣自身的特性，直接利用硫酸渣進行煉鐵還不能實現(xiàn)，將硫酸渣處理成可以用于直接煉鐵的物料，進而用于煉鐵，以盡可能利用大量的硫酸渣，是目前急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有硫酸渣處理技術上存在的上述問題，本發(fā)明提供一種利用硫酸渣煉鐵的方法，通過對硫酸廠產(chǎn)生的硫酸渣先進行脫硫處理，然后經(jīng)過造球、還原和冶煉，制成能夠用于煉鋼的鐵水。本發(fā)明的方法按以下步驟進行
1、向從硫酸廠沸騰爐的冷卻滾筒處出來的硫酸渣中加入十二胺，十二胺的加入量占硫酸渣總重量的0. 0Γ0. 02%，加入完成后使十二胺與硫酸渣反應至少20min ；再向硫酸渣中加水進行水淬，加水量為硫酸渣總重量的1(Γ20%，獲得加水硫酸渣；
2、控制加水硫酸渣的溫度為7(T80°C，向含水硫酸渣中加入脫硫劑王水，王水的加入量為加水硫酸渣總重量的4飛％，再在攪拌和溫度為7(T80°C條件下進行脫硫反應至少池；向脫硫后的加水硫酸渣中加水稀釋成礦漿，礦漿重量濃度為45 50%，再攪拌至少2h，獲得脫硫礦漿；
3、將脫硫礦漿加水稀釋制成稀釋礦漿，稀釋礦漿重量濃度為纊10%，然后輸送到濃縮池中，上層的清夜從溢流槽流出，底部濃縮形成濃縮礦漿，濃縮礦漿的重量濃度為55飛0% ；
4、將濃縮礦漿過濾至水的重量含量為12 15%，形成硫酸渣礦粉，然后烘干至水的重量含量< 7%，獲得礦渣鐵粉；
5、將礦渣鐵粉、粘結劑、高爐布袋除塵灰、硼砂和水混合均勻后噴水造球，再靜置至少 20h，制成粒徑l(Tl6mm的礦渣球團，粘結劑占礦渣球團總重量的0. 8^1. 2%，高爐布袋除塵灰占礦渣球團總重量的0. 5^0. 8%，硼砂占礦渣球團總重量的0. 2^0. 4%，水占礦渣球團總重量的If 2 ，其余為礦渣鐵粉；所述的粘結劑為腐植酸鈉；6、將礦渣球團用鏈篦機進行干燥和燒結；將礦渣球團在干燥一段加熱至28(T30(TC， 控制礦渣球團中水的重量含量彡1%;在干燥二段加熱至45(T550°C，在預熱段加熱至 85(T90(TC，在燒結段加熱至100(Tll5(rC，獲得燒結球團；其中干燥二段、預熱段和燒結段的總加熱時間為l(Tl5min，燒結球團的傳輸速度為0. 8 1. 2m/min ；
7、將燒結球團采用回轉窯進行還原，還原采用粒度<35mm的煙煤作為還原劑，煙煤的加入量為40(T500kg/噸燒結球團，還原溫度為112(Tl200°C，還原時間為2、h，獲得金屬化球團；
8、將金屬化球團在密閉條件下靜置4 7h，然后在55(T600°C條件下置于熔煉爐中，冶煉制成鐵水。上述的鐵水澆鑄成的生鐵質(zhì)量指標符合煉鋼生鐵標準GB717-98。上述的硫酸渣中按重量百分比含SO. 8 1. 5%。上述的硫酸渣鐵粉中按重量百分比含SO. 2^0. 3%。上述的熔煉爐選用轉爐、電弧爐、感應爐、高爐或化鐵爐。本發(fā)明采用的原料硫酸渣中的氧化鐵呈粘連鑲嵌狀態(tài)，表面為蜂窩狀，無法直接用于煉鐵，采用脫硫劑王水進行脫硫處理后，再進行濃縮和過濾，形成粒棒狀礦渣鐵粉，硫含量大幅減少；加入粘結劑、高效布袋除塵灰和硼砂后造球，制成的球團經(jīng)靜置后抗壓強度可達1400N以上，采用鏈篦機進行燒結的過程中不會發(fā)生破碎，避免了傳統(tǒng)技術中采用膨潤土作為粘結劑造成的球團強度低、粉化率高的缺點；燒結后進行還原的過程中，加入的硼砂可以起到促進還原的作用，硼砂與還原時煤炭揮發(fā)出的高溫CO—起進行布朗運動，促使還原氣體0以及H2，和飽和氣體(X)2加快還原，促進COj2在單位時間內(nèi)的還原速度，縮短還原鐵的還原時間；還原成的金屬化球團再熔煉制成鐵水，澆鑄后獲得的生鐵符合國家煉鋼生鐵標準。本發(fā)明的方法通過對硫酸渣脫硫、濃縮和過濾制成硫酸渣鐵粉，再經(jīng)過造球燒結還原和熔煉獲得鐵水，該方法工藝簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明實施例中采用的硫酸渣為硫酸廠生產(chǎn)硫酸時產(chǎn)生的廢渣，鐵品位TFe 55 65%，硫酸渣的熔點彡12000C。本發(fā)明實施例中過濾采用的是真空過濾機。本發(fā)明實施例中采用的十二胺為市購化學純試劑，重量純度> 95%。本發(fā)明實施例中的濃縮池為硫酸廠的高效濃縮池。本發(fā)明實施例中采用的硼砂為市購工業(yè)硼砂。本發(fā)明實施例中采用的腐植酸鈉為市購產(chǎn)品。本發(fā)明實施例中采用的高爐布袋除塵灰為市購產(chǎn)品，粒度為-40(Γ-500目。實施例1
采用的硫酸渣按重量百分比含so. 8% ；
向從硫酸廠沸騰爐的冷卻滾筒處出來的硫酸渣中加入十二胺，十二胺的加入量占硫酸渣總重量的0. 01%，加入后使十二胺與硫酸渣反應20min ；再向硫酸渣中加水進行水淬，加水量為硫酸渣總重量的20%，獲得加水硫酸渣；
4控制加水硫酸渣的溫度為7(T80°C，向含水硫酸渣中加入脫硫劑王水，王水的加入量為加水硫酸渣總重量的4%，再在攪拌條件下脫硫反應4h，反應過程中控制硫酸渣溫度為75°C ； 向脫硫后的加水硫酸渣中加水稀釋成礦漿，礦漿重量濃度為45%，再攪拌2h，獲得脫硫礦漿；
將脫硫礦漿加水稀釋制成稀釋礦漿，稀釋礦漿重量濃度為10%，然后輸送到高效濃縮池中，上層的清夜從溢流槽流出，底部濃縮形成濃縮礦漿，濃縮礦漿的重量濃度60% ；
將濃縮礦漿過濾至水的重量含量為12%，形成硫酸渣礦粉，然后烘干至水的重量含量為 7%，獲得礦渣鐵粉，礦渣鐵粉按重量百分比含SO. 2%，脫硫率為75% ；
將礦渣鐵粉、粘結劑、粒度為40(Γ500目的高爐布袋除塵灰、硼砂和水混合均勻后噴水造球，再靜置20h，制成粒徑IOmm的礦渣球團，粘結劑腐植酸鈉占礦渣球團總重量的0. 8%， 高爐布袋除塵灰占礦渣球團總重量的0. 8%，硼砂占礦渣球團總重量的0. 2%，水占礦渣球團的22%，其余為礦渣鐵粉；
將礦渣球團用鏈篦機進行干燥和燒結；將礦渣球團在干燥一段加熱至280°C，控制礦渣球團中水的重量含量1% ；在干燥二段加熱至450°C，在預熱段加熱至850°C，在燒結段加熱至1000°C，獲得燒結球團；其中干燥二段、預熱段和燒結段的總加熱時間為lOmin，燒結球團的傳輸速度為0. 8m/min ；
將燒結球團采用回轉窯進行還原，還原采用粒度< 35mm的煙煤作為還原劑，煙煤的加入量為500kg/噸燒結球團，還原溫度為112(Γ1200 ，還原時間為4h，獲得金屬化球團； 將金屬化球團在密閉條件下靜置幾，然后在550°C條件下置于熔煉爐中，冶煉制成鐵
水；
上述過程中礦渣球團在鏈篦機中未發(fā)生破碎；還原時間比傳統(tǒng)技術明顯縮短，制成的鐵水鑄成的生鐵質(zhì)量指標符合煉鋼用鐵水標準。
實施例2
采用的硫酸渣按重量百分比含Si. 2% ；
向從硫酸廠沸騰爐的冷卻滾筒處出來的硫酸渣中加入十二胺，十二胺的加入量占硫酸渣總重量的0. 015%，加入后使十二胺與硫酸渣反應30min ；再向硫酸渣中加水進行水淬，加水量為硫酸渣總重量的15%，獲得加水硫酸渣；
控制加水硫酸渣的溫度為7(T80°C，向含水硫酸渣中加入脫硫劑王水，王水的加入量為加水硫酸渣總重量的6%，再在攪拌條件下脫硫反應3h，反應過程中控制硫酸渣溫度為80°C ； 向脫硫后的加水硫酸渣中加水稀釋成礦漿，礦漿重量濃度為50%，再攪拌3h，獲得脫硫礦漿；
將脫硫礦漿加水稀釋制成稀釋礦漿，稀釋礦漿重量濃度為9%，然后輸送到高效濃縮池中，上層的清夜從溢流槽流出，底部濃縮形成濃縮礦漿，濃縮礦漿的重量濃度58% ；
將濃縮礦漿過濾至水的重量含量為13%，形成硫酸渣礦粉，然后烘干至水的重量含量為 6%，獲得礦渣鐵粉，礦渣鐵粉按重量百分比含SO. 3%，脫硫率為75% ；
將礦渣鐵粉、粘結劑、粒度為40(Γ500目高爐布袋除塵灰、硼砂和水混合均勻后噴水造球，再靜置25h，制成粒徑12mm的礦渣球團，粘結劑腐植酸鈉占礦渣球團總重量的1. 0%，布袋除塵灰占礦渣球團總重量的0. 6%，硼砂占礦渣球團總重量的0. 3%，水占礦渣球團的20， 其余為礦渣鐵粉；將礦渣球團用鏈篦機進行干燥和燒結；將礦渣球團在干燥一段加熱至290°C，控制礦渣球團中水的重量含量0. 9% ；在干燥二段加熱至500°C，在預熱段加熱至880°C，在燒結段加熱至1100°C，獲得燒結球團；其中干燥二段、預熱段和燒結段的總加熱時間為12min，燒結球團的傳輸速度為1. Om/min ；
將燒結球團采用回轉窯進行還原，還原采用粒度< 35mm的煙煤作為還原劑，煙煤的加入量為450kg/噸燒結球團，還原溫度為112(Γ1200 ，還原時間為3h，獲得金屬化球團； 將金屬化球團在密閉條件下靜置他，然后在570°C條件下置于熔煉爐中，冶煉制成鐵
水；
上述過程中礦渣球團在鏈篦機中未發(fā)生破碎；還原時間比傳統(tǒng)技術明顯縮短，制成的鐵水鑄成的生鐵質(zhì)量指標符合煉鋼用鐵水標準。
實施例3
采用的硫酸渣按重量百分比含Si. 5% ；
向從硫酸廠沸騰爐的冷卻滾筒處出來的硫酸渣中加入十二胺，十二胺的加入量占硫酸渣總重量的0. 02%，加入后使十二胺與硫酸渣反應40min ；再向硫酸渣中加水進行水淬，加水量為硫酸渣總重量的10%，獲得加水硫酸渣；
控制加水硫酸渣的溫度為7(T80°C，向含水硫酸渣中加入脫硫劑王水，王水的加入量為加水硫酸渣總重量的5%，再在攪拌條件下脫硫反應2h，反應過程中控制硫酸渣溫度為70°C ； 向脫硫后的加水硫酸渣中加水稀釋成礦漿，礦漿重量濃度為48%，再攪拌4h，獲得脫硫礦漿；
將脫硫礦漿加水稀釋制成稀釋礦漿，稀釋礦漿重量濃度為8%，然后輸送到高效濃縮池中，上層的清夜從溢流槽流出，底部濃縮形成濃縮礦漿，濃縮礦漿的重量濃度55% ；
將濃縮礦漿過濾至水的重量含量為15%，形成硫酸渣礦粉，然后烘干至水的重量含量為 5%，獲得礦渣鐵粉，礦渣鐵粉按重量百分比含SO. 3%，脫硫率為80% ；
將礦渣鐵粉、粘結劑、粒度為40(Γ500目高爐布袋除塵灰、硼砂和水混合均勻后噴水造球，再靜置30h，制成粒徑16mm的礦渣球團，粘結劑腐植酸鈉占礦渣球團總重量的1. 2%，高爐布袋除塵灰占礦渣球團總重量的0. 5%，硼砂占礦渣球團總重量的0. 4%，水占礦渣球團的 18%，其余為礦渣鐵粉；
將礦渣球團用鏈篦機進行干燥和燒結；將礦渣球團在干燥一段將加熱至300°C，控制礦渣球團中水的重量含量0. 8% ；在干燥二段加熱至550°C，在預熱段加熱至900°C，在燒結段加熱至1150°C，獲得燒結球團；其中干燥二段、預熱段和燒結段的總加熱時間為15min， 燒結球團的傳輸速度為1. 2m/min ；
將燒結球團采用回轉窯進行還原，還原采用粒度< 35mm的煙煤作為還原劑，煙煤的加入量為400kg/噸燒結球團，還原溫度為112(Γ1200 ，還原時間為2h，獲得金屬化球團； 將金屬化球團在密閉條件下靜置4h，然后在600°C條件下置于熔煉爐中，冶煉制成鐵
水；
上述過程中礦渣球團在鏈篦機中未發(fā)生破碎；還原時間比傳統(tǒng)技術明顯縮短，制成的鐵水鑄成的生鐵質(zhì)量指標符合煉鋼用鐵水標準。
權利要求
1.一種利用硫酸渣煉鐵的方法，其特征在于按以下步驟進行(1)向從硫酸廠沸騰爐的冷卻滾筒處出來的硫酸渣中加入十二胺，十二胺的加入量占硫酸渣總重量的0. 0Γ0. 02%，加入完成后使十二胺與硫酸渣反應至少20min ；再向硫酸渣中加水進行水淬，加水量為硫酸渣總重量的1(Γ20%，獲得加水硫酸渣；(2)控制加水硫酸渣的溫度為7(T80°C，向含水硫酸渣中加入脫硫劑王水，王水的加入量為加水硫酸渣總重量的4飛％，再在攪拌和溫度為7(T80°C條件下進行脫硫反應至少池； 向脫硫后的加水硫酸渣中加水稀釋成礦漿，礦漿重量濃度為45 50%，再攪拌至少2h，獲得脫硫礦漿；(3)將脫硫礦漿加水稀釋制成稀釋礦漿，稀釋礦漿重量濃度為壙10%，然后輸送到濃縮池中，上層的清夜從溢流槽流出，底部濃縮形成濃縮礦漿，濃縮礦漿的重量濃度為55飛0% ；(4)將濃縮礦漿過濾至水的重量含量為12 15%，形成硫酸渣礦粉，然后烘干至水的重量含量< 7%，獲得礦渣鐵粉；(5)將礦渣鐵粉、粘結劑、高爐布袋除塵灰、硼砂和水混合均勻后噴水造球，再靜置至少 20h，制成粒徑l(Tl6mm的礦渣球團，粘結劑占礦渣球團總重量的0. 8^1. 2%，高爐布袋除塵灰占礦渣球團總重量的0. 5^0. 8%，硼砂占礦渣球團總重量的0. 2^0. 4%，水占礦渣球團總重量的If 2 ，其余為礦渣鐵粉；所述的粘結劑為腐植酸鈉；(6)將礦渣球團用鏈篦機進行干燥和燒結；將礦渣球團在干燥一段加熱至28(T300°C， 控制礦渣球團中水的重量含量< 1% ；在干燥二段加熱至45(T550°C，在預熱段加熱至 85(T90(TC，在燒結段加熱至100(Tll5(rC，獲得燒結球團；其中干燥二段、預熱段和燒結段的總加熱時間為l(Tl5min，礦渣球團的傳輸速度為0. 8 1. 2m/min ；(7)將燒結球團采用回轉窯進行還原，還原采用粒度<35mm的煙煤作為還原劑，煙煤的加入量為40(T500kg/噸燒結球團，還原溫度為112(Γ1200 ，還原時間為2 4h，獲得金屬化球團；(8)將金屬化球團在密閉條件下靜置4lh，然后在55(T600°C條件下置于熔煉爐中，冶煉制成鐵水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用硫酸渣煉鐵的方法，其特征在于所述的高爐布袋除塵灰的粒度為-40(Γ-500目。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用硫酸渣煉鐵的方法，其特征在于所述的硫酸渣中按重量百分比含SO. 8 1. 5%。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用硫酸渣煉鐵的方法，其特征在于所述的硫酸渣鐵粉中按重量百分比含SO. 2^0. 3%。
全文摘要
一種利用硫酸渣煉鐵的方法，屬于冶金技術領域，按以下步驟進行(1)向硫酸渣中加入十二胺再水淬，獲得加水硫酸渣；(2)加入脫硫劑攪拌反應再加水稀釋獲得脫硫礦漿；(3)將脫硫礦漿加水稀釋后濃縮形成濃縮礦漿；(4)過濾后烘干獲得礦渣鐵粉；(5)將礦渣鐵粉、粘結劑、高爐布袋除塵灰、硼砂和水混合造球、靜置制成礦渣球團；(6)用鏈篦機進行干燥和燒結獲得燒結球團；(7)用回轉窯進行還原，獲得金屬球團；(8)靜置4~7h，然后采用熔煉爐冶煉制成鐵水。本發(fā)明的方法通過對硫酸渣脫硫、濃縮和過濾制成硫酸渣鐵粉，再經(jīng)過造球燒結還原和熔煉獲得鐵水，該方法工藝簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C21B11/00GK102304597SQ20111024830
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2011年8月26日
發(fā)明者唐竹勝, 陶立群 申請人:沈陽博聯(lián)特熔融還原科技有限公司