CN207738788U - 硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，包括：磨矿装置、混合装置、成型装置、链篦机、回转窑和气基竖炉，混合装置具有硫铁矿粉入口、水入口、粘结剂入口、添加剂入口和混合物料出口，硫铁矿粉入口与磨矿装置的硫铁矿粉出口相连；成型装置与混合装置相连；链篦机与混合球团出口相连；回转窑具有预热球团入口、含硫烟气出口和氧化焙烧球团出口，预热球团入口与链篦机相连，含硫烟气出口与制酸系统相连；气基竖炉具有氧化焙烧球团入口、还原气体入口、含锌烟气出口和直接还原铁产物出口，氧化焙烧球团入口与氧化焙烧球团出口相连。利用该系统可以有效提高硫铁矿中硫回收率，同时为生产高端铸件、高等级钢提供优质原料。
Description
技术领域
本实用新型属于化工冶金技术领域，具体而言，本实用新型涉及硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统。
背景技术
随着现代工业技术的进步和发展，对矿产资源的需求量越来越大，但矿产资源是不可再生的，由于开采的不断进行，矿产资源日渐枯竭。资源枯竭和资源需求增长的矛盾越来越突出，所以，有效利用已有的矿产资源是当今社会发展的重要课题。
硫铁矿是由铁和硫组成，在现有技术经济条件下，可有效利用的只是其中的硫，而其中的铁在利用硫的同时，成为硫酸渣，渣中铁的含量从30％到65％不等，这种硫酸渣可以作为炼铁的原料。因硫酸渣中含有一定数量的锌和硫，而锌、和硫是对高炉炼铁过程危害特别大的有害元素，因而限制了硫酸渣作为炼铁原料的应用范围和数量，现有技术硫酸渣添加量不能超过铁矿石15％。大部分硫酸渣作为水泥厂的生产原料和固体废弃物污染环境，使大量的宝贵铁资源白白浪费，另一方面我国的铁矿石资源严重不足，每年需要从国外进口10亿吨铁矿石以满足我国钢铁企业的需求。我国铁矿石(A+B+C+D)资源保有储量463.7亿吨，铁金属152.95亿吨，其中A+B+C级矿石中铁金属量73亿吨。硫铁矿保有储量46亿吨，其中包含20亿吨铁金属，在利用硫铁矿中硫的同时，如能综合利用其中的铁资源，相当于为我国增加了30％的保有铁矿资源，具有良好的经济和社会效益。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，利用该系统可以有效提高硫铁矿中硫回收率，缩短工艺流程，有效利用焙烧渣生产高品质直接还原铁，提高资源利用率，为生产高端铸件、高等级钢提供优质原料。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，根据本实用新型的具体实施例，该系统包括：
磨矿装置，所述磨矿装置具有硫铁矿入口和硫铁矿粉出口；
混合装置，所述混合装置具有硫铁矿粉入口、水入口、粘结剂入口、添加剂入口和混合物料出口，所述硫铁矿粉入口与所述硫铁矿粉出口相连；
成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；
链篦机，所述链篦机具有混合球团入口和预热球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；
回转窑，所述回转窑具有预热球团入口、含硫烟气出口和氧化焙烧球团出口，所述预热球团入口与所述预热球团出口相连，所述含硫烟气出口与制酸系统相连；
气基竖炉，所述气基竖炉具有氧化焙烧球团入口、还原气体入口、含锌烟气出口和直接还原铁产物出口，所述氧化焙烧球团入口与所述氧化焙烧球团出口相连。
由此采用本实用新型上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统通过对预热球团供给至回转窑进行氧化焙烧处理，可以提高锌和的逸出率，其中硫回收率可以达到99％以上，进而降低焙烧后的氧化焙烧球团中硫和锌的含量。氧化焙烧球团在气基竖炉内经过直接还原处理，可高效回收铁元素，避免和降低现有技术处理硫铁矿造成的硫、铁资源的浪费。高铁高硫品位硫铁矿经本实用新型上述实施例的系统处理后，最终获得的直接还原铁产物可作为电炉炼钢的优质原料。低铁低硫品位硫铁矿经本实用新型上述实施例的系统处理后，可作为高炉炼铁原料，吨铁焦比至少可降低4％-6％，产量至少提高5％-7％。
在本实用新型中，上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统进一步包括：换热装置，所述换热装置具有含硫烟气入口、空气入口、高温空气出口和低温含硫烟气出口，含硫烟气入口与含硫烟气出口相连，高温空气出口与链篦机相连。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统的结构示意图。
图2是根据本实用新型另一个实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统的结构示意图。
图3是根据本实用新型一个实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，根据本实用新型的具体实施例，如图1所示，该系统包括：磨矿装置100，混合装置200，成型装置300，链篦机400，回转窑500，气基竖炉600。
由此，首先利用磨矿装置100对硫铁矿进行细磨处理，以便得到硫铁矿粉；利用混合装置200和成型装置300将硫铁矿粉与水、粘结剂和添加剂进行混合成型处理，以便得到混合球团；将混合球团供给至链篦机400进行烘干、第一预热和第二预热，以便得到预热球团；将预热球团供给至回转窑500进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧球团和含硫烟气；利用含硫烟气制酸，以便得到硫酸和除酸烟气；将氧化焙烧球团供给至气基竖炉600内与还原气体进行直接还原处理，以便得到含锌烟气和直接还原铁产物。
由此采用本实用新型上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统通过对预热球团供给至回转窑进行氧化焙烧处理，可以提高锌和的逸出率，其中硫回收率可以达到99％以上，进而降低焙烧后的氧化焙烧球团中硫和锌的含量。氧化焙烧球团在气基竖炉内经过直接还原处理，可高效回收铁元素，避免和降低现有技术处理硫铁矿造成的硫、铁资源的浪费。高铁高硫品位硫铁矿经本实用新型上述实施例的系统处理后，最终获得的直接还原铁产物可作为电炉炼钢的优质原料。低铁低硫品位硫铁矿经本实用新型上述实施例的系统处理后，可作为高炉炼铁原料，吨铁焦比至少可降低4％-6％，产量至少提高5％-7％。
下面参考图1-2对本实用新型具体实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统进行详细描述：
根据本实用新型的具体实施例，磨矿装置100具有硫铁矿入口110和硫铁矿粉出口120。利用磨矿装置100对硫铁矿进行细磨处理，以便得到硫铁矿粉。具体地，利用磨矿装置100细磨处理得到的不同粒径质量比的硫铁矿粉，具体地，硫铁矿粉中粒径为45～75微米的颗粒占60-78重量％，粒径为75-150微米的颗粒占6-15重量％，粒径为10-45微米的颗粒占16-25重量％。由此通过细磨处理，得到不同粒径分布和配比的硫铁矿粉，进而可以提高成球率及提高后续锌和硫的逸出，降低终产物中锌、硫含量。
根据本实用新型的具体实施例，混合装置200具有硫铁矿粉入口210、水入口220、粘结剂入口230、添加剂入口240和混合物料出口250，硫铁矿粉入口210与硫铁矿粉出口相连120；成型装置300具有混合物料入口310和混合球团出口320，混合物料入口310与混合物料出口250相连。由此，利用混合装置200和成型装置300将硫铁矿粉与水、粘结剂和添加剂进行混合成型处理，以便得到混合球团。由此可以便于后续氧化焙烧处理。
根据本实用新型的具体实施例，由于硫铁矿粉不易成型，因此造球具有一定难度。为此发明人发现，通过添加一定比例的添加剂可以提高硫铁矿粉的成型性，并且还可以增加球团的强度。具体地，添加剂选择氧化钙和/或氟化钙，优选地，添加剂选择氧化钙和氟化钙两者混合使用效果最佳，并且氧化钙和氟化钙的最佳质量比为(4-7)：(1-3)。由此通过采用上述添加剂，可以显著提高硫铁矿粉的成型性、球团强度和孔隙率。
根据本实用新型的具体实施例，硫铁矿粉、水、粘结剂和添加剂的质量比为100：(4.5-11)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)，进而可以有效制备得到混合球团。根据本实用新型的具体示例，硫铁矿粉、水、粘结剂和添加剂的质量比优选为100:(6-8)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)。由此，制备得到的混合球团的落下强度可以到大于3次/0.5m，氧化球团强度>2000N/个，孔隙率>20％，进而可以达到满足生球及氧化球团的质量要求。
根据本实用新型的具体实施例，上述系统制备得到的混合球团中粒径为10-18mm的部分不低于90重量％，进而可以保证球团的成型率。根据本实用新型的具体示例，当选择最佳的添加剂以及混合配比时，制备得到的混合球团中粒径可以达到更优效果，其中选粒径为10-14mm的部分可以达到不低于90重量％。由此可以进一步提高混合球团粒径的均一性，避免大小差异过大。
根据本实用新型的具体实施例，链篦机400具有混合球团入口410和预热球团出口420，混合球团入口410与混合球团出口320相连。链篦机400适于将上述成型装置300内制备得到的混合球团进行烘干、第一预热和第二预热，以便得到预热球团。通过预先对混合球团进行烘干和预热，可以提高后续回转窑内进行氧化焙烧处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，回转窑500具有预热球团入口510、含硫烟气出口520和氧化焙烧球团出口530，预热球团入口510与预热球团出口420相连，含硫烟气出口520与制酸系统相连。回转窑500适于将链篦机400内预热得到的预热球团进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧球团和含硫烟气。
根据本实用新型的具体实施例，预热球团在回转窑500内进行氧化焙烧处理具体发生下列反应：
FeS2+O2＝Fe2O3+SO2；
ZnS+O2＝ZnO+SO2↑。
氧化焙烧处理产生含有二氧化硫的烟气和固体氧化球团，球团焙烧时CaO、CaF形成易熔渣的组分均能够抑制球团的膨胀指数，降低球团膨胀率，提高球团抗压强度。
根据本实用新型的具体实施例，气基竖炉600具有氧化焙烧球团入口610、还原气体入口620、含锌烟气出口630和直接还原铁产物出口640，氧化焙烧球团入口610与氧化焙烧球团出口530相连。气基竖炉600适于对氧化焙烧球团与还原气体进行直接还原处理，以便得到含锌烟气和直接还原铁产物。
根据本实用新型的具体示例，直接还原处理过程中，还原气体的入炉温度为750-900摄氏度，气基竖炉内的压力为0.1-0.45MPa，直接还原处理的时间为3.5-5.5小时。
具体地，在气基竖炉内发生的还原反应包括：
Fe2O3+H2(CO)↑＝Fe+H2O(CO2)↑；
ZnO+H2(CO)＝Zn↑+H2O(CO2)。
还原后直接还原铁可以热压块、热出料或冷却后出炉作为高炉炼铁、电炉炼钢等原料。
根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统进一步包括：
换热装置700，换热装置具有含硫烟气入口710、空气入口720、高温空气出口730和低温含硫烟气出口740，含硫烟气入口710与含硫烟气出口520相连，高温空气出口730与链篦机400相连。由此利用空气对含硫烟气进行余热回收，以便得到高温空气和降温后的含硫烟气；将高温空气供给至链篦机对混合球团进行烘干和第一预热。由此通过对回转窑内氧化焙烧处理产生的高温的含硫烟气的余热进行利用，并将预热后的高温空气对混合球团进行烘干和第一预热，进而可以降低烘干和预热能耗。
为了方便理解本实用新型上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，下对利用该系统实施硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的方法进行描述：
根据本实用新型的具体实施例，该方法包括：(1)对硫铁矿进行细磨处理，以便得到硫铁矿粉；(2)将硫铁矿粉与水、粘结剂和添加剂进行混合成型处理，以便得到混合球团；(3)将混合球团供给至链篦机进行烘干、第一预热和第二预热，以便得到预热球团；(4)将预热球团供给至回转窑进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧球团和含硫烟气；(5)利用含硫烟气制酸，以便得到硫酸和除酸烟气；(6)将氧化焙烧球团供给至气基竖炉内与还原气体进行直接还原处理，以便得到含锌烟气和直接还原铁产物。
由此采用本实用新型上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的方法通过对预热球团供给至回转窑进行氧化焙烧处理，可以提高锌和的逸出率，其中硫回收率可以达到99％以上，进而降低焙烧后的氧化焙烧球团中硫和锌的含量。氧化焙烧球团在气基竖炉内经过直接还原处理，可高效回收铁元素，避免和降低现有技术处理硫铁矿造成的硫、铁资源的浪费。高铁高硫品位硫铁矿经本实用新型上述实施例的方法处理后，最终获得的直接还原铁产物可作为电炉炼钢的优质原料。低铁低硫品位硫铁矿经本实用新型上述实施例的方法处理后，可作为高炉炼铁原料，吨铁焦比至少可降低4％-6％，产量至少提高5％-7％。
下面参考图3对本实用新型具体实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统的具体实施方法进行详细描述：
S100：硫铁矿预处理
根据本实用新型的具体实施例，首先利用磨矿装置对硫铁矿进行细磨处理，以便得到硫铁矿粉。具体地，通过细磨处理得到的不同粒径质量比的硫铁矿粉，具体地，硫铁矿粉中粒径为45～75微米的颗粒占60-78重量％，粒径为75-150微米的颗粒占6-15重量％，粒径为10-45微米的颗粒占16-25重量％。由此通过细磨处理，得到不同粒径配比的硫铁矿粉，进而可以提高成球率，以及后续锌和硫的逸出，降低终产物中锌、硫含量。另外该粒度分布可以确保造球物料的比表面积和球团较低的孔隙率。
根据本实用新型的具体实施例，进一步地，利用混合装置和成型装置将硫铁矿粉与水、粘结剂和添加剂进行混合成型处理，以便得到混合球团。
根据本实用新型的具体实施例，由于硫铁矿球团氧化焙烧处理过程有大量二氧化硫逸出造成球团强度低。为此发明人发现，通过添加一定比例的添加剂增加球团的强度。具体地，添加剂选择氧化钙和/或氟化钙，优选地，添加剂选择氧化钙和氟化钙两者混合使用效果最佳，并且氧化钙和氟化钙的最佳质量比为(4-7)：(1-3)。由此通过采用上述添加剂，可以显著提高硫铁矿粉的成型性和球团强度，另外，发明人还发现，上述添加剂能够与硅铝形成低熔点物质，氧化焙烧过程产生部分液相流动填充因二氧化硫逸出而形成的大量孔隙。
根据本实用新型的具体实施例，硫铁矿粉、水、粘结剂和添加剂的质量比为100：(4.5-11)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)，进而可以有效制备得到混合球团。根据本实用新型的具体示例，硫铁矿粉、水、粘结剂和添加剂的质量比优选为100:(6-8)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)。由此，制备得到的混合球团的落下强度可以到大于3次/0.5m，氧化球团强度>2000N/个，孔隙率>20％，进而可以达到满足生球及氧化球团的质量要求。
根据本实用新型的具体实施例，上述方法制备得到的混合球团中粒径为10-18mm的部分不低于90重量％，进而可以保证球团的成型率。根据本实用新型的具体示例，当选择最佳的添加剂以及混合配比时，制备得到的混合球团中粒径可以达到更优效果，其中选粒径为10-14mm的部分可以达到不低于90重量％。由此可以进一步提高混合球团粒径的均一性，避免大小差异过大。
S200：预热混合球团
根据本实用新型的具体实施例，将上述实施例制备得到的混合球团供给至链篦机进行烘干、第一预热和第二预热，以便得到预热球团。通过预先对混合球团进行烘干和预热，可以提高后续回转窑内进行氧化焙烧处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，上述烘干是在100-400摄氏度下进行5-10分钟完成的；上述第一预热是在400-600摄氏度下进行3-5分钟完成的；上述第二预热是在600-1200摄氏度下进行3-5分钟完成的。由此对混合球团的烘干和预采用逐渐递增的温度，可以防止球团在除水和氧化过程爆裂和粉化，确保球团强度大于2000N。
S300：氧化焙烧处理
根据本实用新型的具体实施例，将预热球团供给至回转窑进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧球团和含硫烟气。根据本实用新型的具体示例，氧化焙烧处理是在1150-1250摄氏度下进行5-10分钟完成的。
根据本实用新型的具体实施例，预热球团在回转窑内进行氧化焙烧处理具体发生下列反应：
FeS2+O2＝Fe2O3+SO2；
ZnS+O2＝ZnO+SO2↑。
氧化焙烧处理产生含有二氧化硫的烟气和固体氧化球团，球团焙烧时CaO、CaF形成易熔渣的组分，易熔渣流动填充到因二氧化硫逸出而形成的大量孔隙，提高球团抗压强度和控制球团适宜孔隙率。
由此，在1150-1250摄氏度下进行氧化焙烧5-10分钟，焙烧温度高，锌逸出率高，硫回收率99％以上，有利于降低焙烧后的含铁氧化球团中硫、锌的含量。
S400：含硫烟气制酸
根据本实用新型的具体实施例，利用含硫烟气制酸，以便得到硫酸和除酸烟气。进而对硫铁矿中含有的大量硫进行回收再利用。
S500：氧化焙烧球团进行直接还原处理
根据本实用新型的具体实施例，将氧化焙烧球团供给至气基竖炉内与还原气体进行直接还原处理，以便得到含锌烟气和直接还原铁产物。
根据本实用新型的具体实施例，直接还原处理采用的还原气体中氢气和一氧化碳的总体积不低于80％。一氧化碳和氢气是直接还原气体的有效气体，二者总体积高，气体还原性强，有利于提高球团还原速度和生产率，降低能源消耗。
根据本实用新型的具体实施例，还原气体的入炉温度为750-900摄氏度，气基竖炉内的压力为0.1-0.45MPa，直接还原处理的时间为3.5-5.5小时。由此，通过在上述反应条件下对氧化焙烧球团进行直接还原处理，可以高效回收铁元素，降低锌含量，获得的直接还原铁产物可作为电炉炼钢的优原料。
S600：含硫烟气的余热利用
根据本实用新型的具体实施例，本实用新型上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的方法进一步包括：利用空气对含硫烟气进行余热回收，以便得到高温空气和降温后的含硫烟气；利用降温后的含硫烟气制酸，以便得到硫酸和除酸烟气；将高温空气供给至链篦机对混合球团进行烘干和第一预热。由此通过对回转窑内氧化焙烧处理产生的高温的含硫烟气的余热进行利用，并将预热后的高温空气对混合球团进行烘干和第一预热，进而可以降低烘干和预热能耗。
本实用新型上述实施例的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统及其实施方法至少具有下列优点之一：
(1)焙烧温度高，锌逸出率高，硫回收率99％以上，有利于焙烧后的含铁氧化球团硫、锌含量低，焙烧后氧化球团用于直接还原，高效回收铁元素，避免和降低现有技术处理硫铁矿造成的硫、铁资源的浪费。
(2)高铁高硫品位硫铁矿经本实用新型处理后，含铁物料可作为电炉炼钢的优质原料。低铁低硫品位硫铁矿经本实用新型处理后，可作为高炉炼铁原料，吨铁焦比至少可降低4％-6％，产量至少提高5％-7％。
(3)将硫铁矿生产二氧化硫工序与球团氧化焙烧合二为一，减少企业生产占地面积，设备投资降低10％以上。将化工与冶金生产有机结合，1吨硫铁矿至少增加35元经济效益。
实施例1
将精选后硫铁矿细磨到-200目占60％以上，细磨后的硫铁矿、水、粘结剂膨润土、添加剂氧化钙以质量比100：8：0.83：0.77混匀造球，球团粒径10-18mm占90％，将造好的球团经筛分后输送到链篦机-回转窑在250℃烘干8min、400-600℃预热5min，600-1200℃预热4min，1200-1250℃氧化焙烧8min，氧化焙烧原理：FeS2+O2＝Fe2O3+SO2，ZnS+O2＝ZnO+SO2↑焙烧产生烟气和固体氧化球团，SO2从烟气中回收制酸，氧化球团送入气基竖炉进行直接还原，还原气体主要成分H2+CO含量80％，还原气体温度加热到950℃，入竖炉还原段温度900℃，竖炉内压力控制0.44MPa，还原时间3.9h。还原原理：Fe2O3+H2(CO)↑＝Fe+H2O(CO2)↑，ZnO+H2(CO)＝Zn↑+H2O(CO2)，还原金属化率95.22％直接还原铁可以冷却后出炉、热压块、热出料外卖作为优质炼钢原料。与现有技术相比，硫氧化生成SO2制酸，硫回收率提高9％，铁回收率提高95％。
表1硫铁矿(干基)主要成分及含量％
| 成分 | TFe | S | ∑脉石 |
| 含量 | 44.10 | 39.22 | 1.65 |
表2焙烧后氧化球团主要成分及含量，(90％)
| 成分 | TFe | Fe2O3 | S | ∑脉石 |
| 含量 | 66.88 | 95.07 | 0.037 | 4.39 |
表3 DRI主要成分及含量，％
| 成分 | TFe | MFe | FeO | S | ∑脉石 |
| 含量 | 92.37 | 87.95 | 5.68 | 0.051 | 6.32 |
实施例2
将精选后硫铁矿细磨到-200目占60％以上，细磨后的硫铁矿、水、粘结剂膨润土、添加剂氟化钙以质量比100：6：0.62：0.98混匀造球，球团粒径10-18mm占90％，将造好的球团经筛分后输送到链篦机-回转窑在250℃烘3min，400-600℃预热4min，600-1200℃预热4min，1200-1250℃氧化焙烧5min，氧化焙烧原理：FeS2+O2＝Fe2O3+SO2，ZnS+O2＝ZnO+SO2↑焙烧产生烟气和固体氧化球团，SO2从烟气中回收制酸，氧化球团送入气基竖炉进行直接还原，还原气体主要成分H2+CO含量85％以上，还原气体温度加热到850℃，入竖炉还原段温度800℃，竖炉内压力控制0.12MPa，还原时间4.1h。还原原理：Fe2O3+H2(CO)↑＝Fe+H2O(CO2)↑，ZnO+H2(CO)＝Zn↑+H2O(CO2)，还原金属化率92.37％直接还原铁可以冷却后出炉、热压块、热出料外卖作为高炉炼铁、炼钢原料和冷却剂。与现有技术相比，硫氧化生成SO2制酸，硫回收率提高7％，铁回收率提高96％。
表4硫铁矿(干基)主要成分及含量％
| 成分 | TFe | S | ∑脉石 |
| 含量 | 38.86 | 36.72 | 1.65 |
表5焙烧后氧化球团主要成分及含量，(90％)
| 成分 | TFe | Fe2O3 | S | ∑脉石 |
| 含量 | 56.79 | 57.56 | 0.037 | 17.72 |
表6 DRI主要成分及含量，％
| 成分 | TFe | MFe | FeO | S | ∑脉石 |
| 含量 | 74.98 | 69.26 | 7.36 | 0.048 | 23.32 |
实施例3：添加剂为氧化钙和氟化钙的混合物
与实施例2不同的是，细磨后的硫铁矿、水、粘结剂膨润土、添加剂氧化钙和添加剂氟化钙以质量比100：6：0.8：0.87:0.33混匀造球，球团粒径10-18mm占90％，将造好的球团经筛分后输送到链篦机-回转窑在300℃烘干3min，400-600℃预热3min，600-1200℃预热3min，1200-1250℃氧化焙烧5min，氧化焙烧原理：FeS2+O2＝Fe2O3+SO2，ZnS+O2＝ZnO+SO2↑焙烧产生烟气和固体氧化球团，SO2从烟气中回收制酸，氧化球团送入气基竖炉进行直接还原，还原气体主要成分H2+CO含量85％以上，还原气体温度加热到900℃，入竖炉还原段温度850℃，竖炉内压力控制0.257MPa，还原时间4.6h。还原原理：Fe2O3+H2(CO)↑＝Fe+H2O(CO2)↑，ZnO+H2(CO)＝Zn↑+H2O(CO2)，还原金属化率94.68％直接还原铁可以冷却后出炉、热压块、热出料外卖作为高炉炼铁、炼钢原料和冷却剂。与现有技术相比，硫氧化生成SO2制酸，硫回收率提高5％，铁回收率提高96％。
表4硫铁矿(干基)主要成分及含量％
| 成分 | TFe | S | ∑脉石 |
| 含量 | 38.86 | 36.72 | 1.65 |
表5焙烧后氧化球团主要成分及含量，(90％)
| 成分 | TFe | Fe2O3 | S | ∑脉石 |
| 含量 | 56.79 | 57.56 | 0.045 | 17.72 |
表7 DRI主要成分及含量，％
| 成分 | TFe | MFe | FeO | S | ∑脉石 |
| 含量 | 75.67 | 71.64 | 5.18 | 0.048 | 23.18 |
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (2)
1.一种硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，其特征在于，包括：
磨矿装置，所述磨矿装置具有硫铁矿入口和硫铁矿粉出口；
混合装置，所述混合装置具有硫铁矿粉入口、水入口、粘结剂入口、添加剂入口和混合物料出口，所述硫铁矿粉入口与所述硫铁矿粉出口相连；
成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；
链篦机，所述链篦机具有混合球团入口和预热球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；
回转窑，所述回转窑具有预热球团入口、含硫烟气出口和氧化焙烧球团出口，所述预热球团入口与所述预热球团出口相连，所述含硫烟气出口与制酸系统相连；
气基竖炉，所述气基竖炉具有氧化焙烧球团入口、还原气体入口、含锌烟气出口和直接还原铁产物出口，所述氧化焙烧球团入口与所述氧化焙烧球团出口相连。
2.根据权利要求1所述的硫铁矿制备硫酸及直接还原铁的系统，其特征在于，进一步包括：
换热装置，所述换热装置具有含硫烟气入口、空气入口、高温空气出口和低温含硫烟气出口，含硫烟气入口与含硫烟气出口相连，高温空气出口与链篦机相连。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113203291A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-03 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 锂辉石精矿预热装置 |
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