CN214881754U

CN214881754U - 硫酸渣一体化处理的装置

Info

Publication number: CN214881754U
Application number: CN202120749491.5U
Authority: CN
Inventors: 李方; 徐助要; 周云花; 但家云
Original assignee: Hunan Zhongsheng Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Zhongsheng Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2031-04-13

Abstract

本实用新型公开了一种硫酸渣一体化处理的装置，该装置包括提升机，所述提升机一侧设有进料仓，所述进料仓底部通过进料螺旋输送机与微波还原焙烧炉的进料口连接，所述微波还原焙烧炉的进碳口与进碳螺旋输送机连接，所述微波还原焙烧炉的底端与水冷螺旋出料机连接。本实用新型的硫酸渣一体化处理的装置同时实现了弱还原气氛和强还原气氛的还原，除了能脱除砷、锌外还能脱除铅等其他元素，使得硫酸渣脱砷、脱锌和还原焙烧一次性完成，与其他设备单独脱砷、脱锌、铁还原相比，大大节省能耗和设备投资成本，处理后的硫酸渣可作为炼钢或炼铁的原料。

Description

硫酸渣一体化处理的装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体来说，涉及一种硫酸渣一体化处理的装置。

背景技术

硫酸渣是沸腾炉生产硫酸后的炉渣和烟尘，由于含铁较高(50-60%)，多年来一直为二次开发利用的重要资源。硫酸渣虽然含铁高，但同时含锌(0.6-1.0%)、砷(0.1-0.2%)也较高，炼钢原料要求含锌低于0.1%，含砷低于0.02%，正是由于杂质锌、砷的影响，限制了硫酸渣作为铁资源的综合利用。目前国内外已有的脱砷、脱锌和铁还原焙烧的设备都只能实现独立工艺，不能同时实现脱砷、脱锌及铁还原工艺，且都能耗较高，综合投资成本大。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种硫酸渣一体化处理的装置，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种硫酸渣一体化处理的装置，包括提升机，所述提升机一侧设有进料仓，所述进料仓底部通过进料螺旋输送机与微波还原焙烧炉（用于脱砷脱锌）的进料口连接，所述微波还原焙烧炉的进碳口与进碳螺旋输送机连接，所述微波还原焙烧炉的底端与水冷螺旋出料机连接；

所述微波还原焙烧炉包括微波卧式加热炉，所述微波卧式加热炉的尾端底部通过伸缩节一与微波竖式加热炉的顶端连接，所述微波竖式加热炉的下部设有冷却段，所述冷却段的底端通过伸缩节二与所述水冷螺旋出料机连接；

所述微波卧式加热炉的前端顶部依次设有进料口、排气口一，所述微波卧式加热炉的尾端顶部依次设有进碳口、排气口二，所述微波卧式加热炉的顶部中央设有进气口。

进一步地，所述微波卧式加热炉内设有横炉管，所述横炉管内安装有桨叶式螺旋轴。

进一步地，所述微波竖式加热炉内设有竖炉管，所述竖炉管内吊装有竖式搅拌轴。

进一步地，所述微波卧式加热炉的底部与机架一固定连接。

进一步地，所述微波竖式加热炉的下部与机架二固定连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的硫酸渣一体化处理的装置同时实现了弱还原气氛和强还原气氛的还原，除了能脱除砷、锌外还能脱除铅等其他元素，使得硫酸渣脱砷、脱锌和还原焙烧一次性完成，与其他设备单独脱砷、脱锌、铁还原相比，大大节省能耗和设备投资成本，处理后的硫酸渣可作为炼钢或炼铁的原料；本实用新型的硫酸渣一体化处理的装置，可以将砷脱至0.02%，砷脱除率85%以上，锌脱至0.1%以下，锌脱除率96%以上，铁还原后铁品位达到80%以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的硫酸渣一体化处理的装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例所述的微波还原焙烧炉的结构示意图；

图3是图2中的A-A向剖视图；

图中：1、提升机，2、进料仓，3、进料螺旋输送机，4、微波还原焙烧炉，5、进碳螺旋输送机，6、水冷螺旋出料机，401进料口，402、排气口一，403、微波卧式加热炉，404、桨叶式螺旋轴，405、横炉管，406、进气口，407、进碳口，408、排气口二，409、竖式搅拌轴，410、竖炉管，411微波竖式加热炉，412、伸缩节一，413、机架一，414机架二，415、冷却段，416、伸缩节二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，根据本实用新型实施例所述的硫酸渣一体化处理的装置，包括提升机1，所述提升机1一侧设有进料仓2，所述进料仓2底部通过进料螺旋输送机3与微波还原焙烧炉4的进料口401对接，所述微波还原焙烧炉4的进碳口407与进碳螺旋输送机5对接，所述微波还原焙烧炉4的底端与水冷螺旋出料机6连接；所述微波还原焙烧炉4包括微波卧式加热炉403，所述微波卧式加热炉403的尾端底部通过伸缩节一412与微波竖式加热炉411的顶端连接，所述微波竖式加热炉411的下部设有冷却段415，所述冷却段415的底端通过伸缩节二416与所述水冷螺旋出料机6连接；所述微波卧式加热炉403的前端顶部依次设有进料口401、排气口一402，所述微波卧式加热炉403的尾端顶部依次设有进碳口407、排气口二408，所述微波卧式加热炉403的顶部中央设有进气口406。

所述微波卧式加热炉403置于机架一413上，横炉管405装于微波卧式加热炉403内，桨叶式螺旋轴404装于横炉管405内并贯穿于整个微波卧式加热炉403，所述微波竖式加热炉411置于机架二414上，竖炉管410装于微波竖式加热炉411内，竖式搅拌轴409吊装于竖炉管410内，微波竖式加热炉411的上端装有伸缩节一412，伸缩节一412与微波卧式加热炉403尾端下部相连，冷却段415装于微波竖式加热炉411的下端，在冷却段415的下面装有伸缩节二416，伸缩节二416与水冷螺旋出料机6对接。

所述提升机1用于将硫酸渣球团提升至进料仓2，进料螺旋输送机3装于进料仓2底部，用于将硫酸渣球团输入微波还原焙烧炉4，进料螺旋输送机3输送速度可调，根据工艺控制进料量；进碳口407与进碳螺旋输送机5对接，用于向微波竖式加热炉411添加粗碳粒，所述桨叶式螺旋轴404用来输送硫酸渣球团，使硫酸渣球团在横炉管405内缓慢移动，所述排气口一402用于将微波卧式加热炉403内产生的含砷烟气排出炉外。

所述进气口406为多个进气口，用于向微波卧式加热炉403通入少量空气，其目的一是燃烧部分焦粉，以减少微波输出能耗，二是更利于实现弱还原气氛。所述排气口二408用于将微波竖式加热炉411内产生的含锌烟气排出炉外；所述竖式搅拌轴409缓慢的旋转，以利于锌蒸气向上运动，所述伸缩节一412的作用是消除微波竖式加热炉411的向上膨胀；所述伸缩节二416的作用是消除冷却段415的向下膨胀；所述水冷螺旋出料机6水冷的形式是外包水套，其作用是将硫酸渣球团进一步冷却至100℃以下。

采用上述装置进行硫酸渣脱砷、脱锌及还原焙烧一体化处理的方法为：用炭作为还原剂，利用胶粘剂生产含炭硫酸渣球团，将压成球状的硫酸渣球团经微波卧式加热炉403加热到700～900℃，硫酸渣中的砷被还原成As₂O₃而脱除，再经微波竖式加热炉411加热到1000℃～1100℃，硫酸渣中的锌被还原成锌单质而脱除，同时铁氧化物还原生成海绵铁，具体包括如下步骤：

A.备料：取细磨焦粉、沸腾炉出来的硫酸渣、胶粘剂及粗焦粒备用；

B.配料：以硫酸渣干量重量为100份计，外配细磨焦粉9～11份、胶粘剂2.5～3份、粗焦粒10～15份，粗焦粒用于进碳螺旋输送机向微波竖式加热炉加碳；

C.强力混合：按重量份计，将硫酸渣100份、细磨焦粉9～11份、胶粘剂2.5～3份加水混合；

D.压球：将混合料压成球料，球料大小为15～20mm；

E.烘干：将球料烘干至水分含量在1%以下；

F.还原焙烧：球料进入微波卧式加热炉，加热至700～900℃，反应20～30min以脱除硫酸渣中的砷；球料继续进入微波竖式加热炉，并另加粗焦粒10～15份，升温至1000℃～1100℃，反应60～90min以脱除硫酸渣中的锌，同时铁氧化物还原生成海绵铁；

G.冷却：球料经微波还原焙烧炉中的冷却段冷却后再经水冷螺旋出料机冷却至100℃以下；

H.磁选：冷却后的硫酸渣经磁选机磁选，非磁性物料返料回用，磁性海绵铁可作为炼钢或炼铁的原料。

步骤A中，细磨焦粉粒度-200目，胶粘剂为HJ-6铁矿粉胶粘剂，粗焦粒的粒度为3～5mm。

步骤C中，硫酸渣、细磨焦粉、胶粘剂三者混合时先干料完全混匀，再添加雾化水确保水分均匀分散，物料不成团不成球。

步骤D中，球的质量要求半米落下强度大于3次。

步骤F中，微波卧式加热炉中以弱还原气氛还原砷，微波竖式加热炉中以强还原气氛还原锌和铁。

步骤G中，磁选后的非磁性物料返回到进碳螺旋输送机再次使用。

实施例2

采用实施例1所述的装置进行硫酸渣脱砷、脱锌及还原焙烧一体化处理，工艺步骤如下：

（1）硫酸渣的成分如表1所示。

表1.实施例2硫酸渣原料成分表（%）

TFe	CaO	SiO<sub>2</sub>	MgO	AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Zn	Pb	As
								61.07	1.93	3.19	0.77	1.13	0.688	0.177	0.145

（2）配料：以硫酸渣干量重量为100份计，外配细磨焦粉10份、胶粘剂3份。

（3）强力混合：将配好的物料加入强力混合机进行混合，先干混5分钟，确保硫酸渣、细磨焦粉、胶粘剂均匀分散完全混匀；再分3个阶段添加雾化水进行混匀，确保水分均匀分散，物料不成团不成球，混合料最后水分质量分数为15%左右。

（4）压球：将混合好的物料加入对辊压球机进行压球，球状大小约20mm，球的质量要求半米落下强度大于3次。

（5）烘干：将硫酸渣球料加入圆筒烘干机烘干1h，测得水分为0.8%。

（6）还原焙烧：将烘干后的硫酸渣球料加入到微波还原焙烧炉中，在微波卧式加热炉段，物料升温到900℃，保温20min后进入微波竖式加热炉，同时加入15份粗焦粒,在微波竖式加热炉中升温到1100℃，保温90min，再经冷却段进入水冷螺旋输送机，最后出料温度90℃。

（7）磁选：将焙烧后的硫酸渣球料进行磁选，非磁性料基本为粗焦粒，加入的15份粗焦粒烧损9%，剩余回收利用；磁选出的磁性球料为海绵铁。

（8）硫酸渣焙烧后的检测结果如表2所示：

硫酸渣原料含砷0.145%，焙烧后含砷0.016%，砷脱除率89%；硫酸渣原料含锌0.688%，焙烧后含锌0.027%，锌脱除率96%；硫酸渣铁品位由61.07%上升到84.78%。

表2. 实施例2硫酸渣焙烧后化学成分表（%）

TFe	CaO	SiO<sub>2</sub>	MgO	AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Zn	Pb	As
								84.78	2.31	4.75	0.87	1.93	0.027	<0.01	0.016

实施例3

利用实施例1所述的装置进行硫酸渣脱砷、脱锌及还原焙烧一体化处理，工艺步骤如下：

（1）物料成分如表3所示。

表3. 实施例3硫酸渣原料成分表（%）

TFe	CaO	SiO<sub>2</sub>	MgO	AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Zn	Pb	As
								58.31	1.88	3.3	1.24	0.81	1.08	0.159	0.058

（3）强力混合：将配好的物料加入强力混合机进行混合，先干混5分钟，确保硫酸渣、细磨焦粉、胶粘剂均匀分散完全混匀；再分3个阶段添加雾化水进行混匀，确保水分均匀分散，物料不成团不成球，混合料最后水分15%左右。

（4）压球：将混合好的物料加入对辊压球机进行压球，球状大小～20mm，球的质量要求半米落下强度大于3次。

（6）将烘干后的硫酸渣球料加入到微波还原焙烧炉中，在微波卧式加热炉段，物料升温到900℃，保温20min后进入微波竖式加热炉，同时加入15份粗焦粒,在微波竖式加热炉中升温到1100℃，保温90min，再经冷却段进入水冷螺旋输送机，最后出料温度90℃。

（8）硫酸渣焙烧后的检测结果如表4所示：

硫酸渣原料含砷0.058%，焙烧后含砷0.011%，砷脱除率81%；硫酸渣原料含锌1.08%，焙烧后含锌0.041%，锌脱除率96.2%；硫酸渣铁品位由58.31%上升到80.92%。

表4. 实施例3硫酸渣焙烧后化学成分表（%）

TFe	CaO	SiO<sub>2</sub>	MgO	AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Zn	Pb	As
								80.92	2.52	4.94	1.57	1.05	0.041	<0.01	0.011

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本实用新型的硫酸渣一体化处理的装置同时实现了弱还原气氛和强还原气氛的还原，除了能脱除砷、锌外还能脱除铅等其他元素，使得硫酸渣脱砷、脱锌和还原焙烧一次性完成，与其他设备单独脱砷、脱锌、铁还原相比，大大节省能耗和设备投资成本，处理后的硫酸渣可作为炼钢或炼铁的原料；本实用新型的硫酸渣一体化处理的装置，可以将砷脱至0.02%，砷脱除率85%以上，锌脱至0.1%以下，锌脱除率96%以上，铁还原后铁品位达到80%以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种硫酸渣一体化处理的装置，其特征在于，包括提升机（1），所述提升机（1）一侧设有进料仓（2），所述进料仓（2）底部通过进料螺旋输送机（3）与微波还原焙烧炉（4）的进料口（401）连接，所述微波还原焙烧炉（4）的进碳口（407）与进碳螺旋输送机（5）连接，所述微波还原焙烧炉（4）的底端与水冷螺旋出料机（6）连接；

所述微波还原焙烧炉（4）包括微波卧式加热炉（403），所述微波卧式加热炉（403）的尾端底部通过伸缩节一（412）与微波竖式加热炉（411）的顶端连接，所述微波竖式加热炉（411）的下部设有冷却段（415），所述冷却段（415）的底端通过伸缩节二（416）与所述水冷螺旋出料机（6）连接；

所述微波卧式加热炉（403）的前端顶部依次设有进料口（401）、排气口一（402），所述微波卧式加热炉（403）的尾端顶部依次设有进碳口（407）、排气口二（408），所述微波卧式加热炉（403）的顶部中央设有进气口（406）。

2.根据权利要求1所述的硫酸渣一体化处理的装置，其特征在于，所述微波卧式加热炉（403）内设有横炉管（405），所述横炉管（405）内安装有桨叶式螺旋轴（404）。

3.根据权利要求1所述的硫酸渣一体化处理的装置，其特征在于，所述微波竖式加热炉（411）内设有竖炉管（410），所述竖炉管（410）内吊装有竖式搅拌轴（409）。

4.根据权利要求1所述的硫酸渣一体化处理的装置，其特征在于，所述微波卧式加热炉（403）的底部与机架一（413）固定连接。

5.根据权利要求1所述的硫酸渣一体化处理的装置，其特征在于，所述微波竖式加热炉（411）的下部与机架二（414）固定连接。