CN114735656A - 一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金、化工技术领域，公开了一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，以解决现有含硫矿物渣中单质硫提取中存在的问题，提供了一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，本发明通过设定含硫镍矿渣、熔融、搅拌、过滤、除渣等步骤，针对高含硫矿渣实施脱硫处理，实现渣中金属富集，如镍矿渣的处理中，通过低温熔融，渣中的单质硫在此温度下熔融，含金属成分仍已固体状态存在，通过过滤分离，有价金属全部富集在滤饼中，不会造成损失，提取的硫磺纯度达到国家标准，可以直接外销或作为化工基本原料，本方法实现含硫矿物减量化、资源化，属综合利用。

Description

一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法

技术领域

本发明涉及冶金、化工技术领域，具体涉及一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法。

背景技术

目前国内生产硫磺的传统工艺主要为克劳斯法为主，该工艺主要用于石化行业提取化合硫，不适用于从含单质硫较高矿物渣中提取硫磺，主要以下问题。

一是含硫矿物渣中单质硫含量较高，转化为酸性气体难度较大，工艺较复杂、流程太长；二是含硫矿物渣中含渣量大，杂质成分复杂，排渣难以实现；三是能耗较高，不利于降低生产成本。

针对克劳斯法提取矿物硫磺的工艺不足之处，上世纪60年代，国内某些厂家采用热滤熔硫法从含硫矿物渣中提取硫磺，取得良好的效果，并用于工业生产，该方法依靠单质硫的物理性质，在较低温度下进行熔融，转变为液态硫，并与矿渣形成固液混合态，进行热过滤分离，提取单质硫磺。该工艺适合用于含硫矿物渣中提取硫磺，工艺流程简单，适用，能实现较好的经济效益,该工艺经过多年应用，采用单体加热釜实施熔硫，仍存在部分问题，由于含硫矿物渣导热性差，采用单体加热釜加热过程中热阻大，作业不连续，熔硫效率低下等，现有技术无法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供了一种生产作业连续、熔硫效率高、排渣方便，工艺简单、流程较短的从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，包括以下步骤：

步骤1）、设定含硫镍矿渣条件：其中含硫矿物渣中单质硫含量不低于70%，含硫矿物渣物料中粒度小于15mm的占90%以上，含硫矿物渣中表面水分小于20%；

步骤2）、将上述含硫矿物渣在110-145℃温度进行熔融，熔融过程中进行搅拌，搅拌桨转速50-110rpm；

步骤3）、将步骤2）中熔融充分后的物料进行热过滤、除渣，过滤过程中保证物料温度稳定在120-145℃之间，出渣过程中保证物料温度在110-145℃之间；

步骤4）、将过滤出渣后的液体硫磺进行回收。

进一步地，步骤3）中，在过滤及除渣过程中通入0.3-0.45Mpa

的蒸汽。

进一步地，步骤2）中投料融过程实现热交换，且固液比不高于1：20。

进一步地，步骤3）中，过滤分为两次，首次过滤后含硫不低于95%，过滤通道孔径低于0.075mm，二次过滤过滤通道孔径低于0.020mm。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明充分利用单质硫磺的物理特性和温度区间内的粘度变化特征，在一定温度区间内对物料进行熔融，并在该状态下进行热过滤，滤液为硫磺，滤饼为金属富集渣。例如镍浸出渣或者锌浸出或浮选渣，在熔融过程中单质硫磺熔化为液态，其他金属成分则为固态，形成固液混合体，进行分别回收，该工艺过程为物理过程，作业过程简短，效率高，属于资源综合利用及环境友好工艺。

本发明经熔融后物料过滤过程采用过滤介质可与传统热滤熔硫工艺衔接。

本发明物料熔融过程在保温容器（槽）内进行，熔融过程中采用蒸汽压力在0.3-0.7Mpa时，不直接接触物料，保证物料中单质硫始终处于液体状态，同时采用搅拌形式防止固体物料沉降，对于比物料中各成分比重差异大则应定期清理沉渣。

本发明熔融后液体硫磺与固体渣混合输入过滤设备，同时在过滤过程中采用0.3-0.45Mpa的蒸汽进行保温，从而使得过滤过程中物料物理状态不发生变化，实现渣、液分离。分别得到硫磺和金属富集渣。

本发明涉及的物料不宜含有有机成分等在高温分解、闪燃及自燃点低于作业温度的成分。

本发明可处理高含硫镍矿渣，矿物渣中含单质硫≥70%，水分≤10%，不熔性固体含量不超过30%。对含锌氧压浸出渣、浮选渣均可以有效处理。

在本发明中，温度高有利于物料的快速熔融，但过高的温度易导致液态硫的粘度增大，流程性变差；同时增加自燃风险，最佳温度110-145℃。

在本发明中，物料含水控制在20%以下，水分越低有利于物料熔融，但增加了筛分过程粉尘产出，增加消防风险，最佳物料水分5%-15%之间。

本发明中，物料的粒度可以通过控制筛分设备筛孔孔径实现调整，颗粒物粒径≥15mm时，进入体系中的金属颗粒物显著增多，加快机械磨损，不利于工艺过程。

本发明针对高含硫矿渣实施脱硫处理，实现渣中金属富集，如镍矿渣的处理中，通过低温熔融，渣中的单质硫在此温度下熔融，含金属成分仍已固体状态存在，通过过滤分离，有价金属全部富集在滤饼中，不会造成损失，提取的硫磺纯度达到国家标准，可以直接外销或作为化工基本原料，本方法实现含硫矿物减量化、资源化，属综合利用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

经干燥后的含硫矿渣物料，水分不高于20%，经过筛分后物料粒度不高于15mm，含硫矿物渣中单质硫含量不低于70%，将符合上述条件的物料用0.3-0.7Mpa的蒸汽在110-145℃温度在加热式熔硫釜进行熔融（物料与蒸汽不直接接触），熔融过程在常压下进行。熔融过程有搅拌作用，保持固液混合均匀，搅拌桨转速50-110rpm。熔融后物料温度通过0.3-0.45Mpa的蒸汽使其保持90-145℃之间，将熔融物料通过保温泵输送（输送管道采用0.3-0.45Mpa的蒸汽进行保温，蒸汽不与物料直接接触）至过滤设备进行过滤分离，过滤分离后用0.3-0.45Mpa的蒸汽使滤液温度保持120-145℃之间，滤饼可以冷却至室温，将滤液进行重复过滤，含硫品位达到99.96%，储存于保温容器中（采用0.3-0.45Mpa的蒸汽间接保温），温度控制为120-150℃之间，将液体输送至造粒包装设备包装为成品。

实施例1

所用镍矿渣组成(%)：S 93.4%, Ni 4.27%, 水分 8.67%。

工艺条件为：将含硫镍矿渣筛分至粒度10mm以下占80%以上，取100kg矿样，熔融温度110℃，搅拌器转速100rpm，液固比25/1，熔融时间为30min，单级过滤分离。结果如下表：

实施例2：

所用镍矿渣组成(%)：S 89.4%, Ni 2.86%, 水分 10.95%。

工艺条件为：将含硫镍矿渣筛分至粒度10mm以下占85%以上，取100kg矿样，熔融温度135℃，搅拌器转速80rpm，液固比25/1，熔融时间为30min，单级过滤分离，结果如下：

实施例3：

所用镍矿渣组成(%)：S 90.6%, Ni 5.87%, 水分 13.67%。

工艺条件为：将含硫镍矿渣筛分至粒度10mm以下占70%以上，取100kg矿样，熔融温度120℃，搅拌器转速80rpm，液固比25/1，熔融时间为45min，单级过滤分离，结果如下：

实施例4：

所用镍矿渣组成(%)：S 95.1%, Ni 1.27%, 水分 7.67%。

工艺条件为：将含硫镍矿渣筛分至粒度10mm以下占90%以上，取100kg矿样，熔融温度140℃，搅拌器转速110rpm，液固比30/1，熔融时间为30min，二级过滤分离。结果如下：

实施例5：

所用镍矿渣组成(%)：S 85.1%, Ni 4.47%, 水分 11.67%。

工艺条件为：将含硫镍矿渣筛分至粒度10mm以下占70%以上，取100kg矿样，熔融温度145℃，搅拌器转速110rpm，液固比30/1，熔融时间为30min，单级过滤分离。结果如下：

。

Claims (4)

1.一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1）、设定含硫镍矿渣条件：其中含硫矿物渣中单质硫含量不低于70%，含硫矿物渣物料中粒度小于15mm的占90%以上，含硫矿物渣中表面水分小于20%；

步骤2）、将上述含硫矿物渣在110-145℃温度进行熔融，熔融过程中进行搅拌，搅拌桨转速50-110rpm；

步骤3）、将步骤2）中熔融充分后的物料通过保温泵输送至过滤设备进行热过滤，过滤过程中保证物料温度稳定在120-145℃之间，过滤后进行除渣，出渣过程中保证物料温度在110-145℃之间；

步骤4）、将过滤出渣后的液体硫磺进行回收。

2.根据权利要求1所述的一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，其特征是：所述步骤3）中，在过滤及除渣过程中通入0.3-0.45Mpa

的蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，其特征是：所述步骤2）中投料融过程实现热交换，且固液比不高于1：20。

4.根据权利要求1所述的一种从含硫镍矿渣中提取硫磺的方法，其特征是：所述步骤3）中，过滤分为两次，首次过滤后含硫不低于95%，过滤通道孔径低于0.075mm，二次过滤过滤通道孔径低于0.020mm。