一种硫酸渣制备富铁球团的方法与流程

本发明涉及固废资源综合利用和冶金，具体涉及一种硫酸渣制备富铁球团的方法。

背景技术：

1、硫酸渣是工业使用硫铁矿为原料生产硫酸时产生的工业废渣，其全铁含量大约为30～50％，是一种二次含铁资源，是炼铁炼钢行业中铁资源的潜在重要来源。随着我国硫酸产业的稳步发展和硫酸产量的日益增长，硫酸渣每年增量在1100万t以上。据估计，我国目前堆存硫酸渣已达10亿t以上。硫酸渣中富含铁资源，对硫酸渣有效处理和利用，不仅可以解决硫酸渣堆存引起的环境问题，而且可以为钢铁工业提供大量优质廉价的炼铁原料。

2、使用硫酸渣来生产铁精粉作为炼铁原料是目前硫酸渣利用的主流研究方向，用硫酸渣生产铁精粉，最主要的问题就是如何去除杂质，富集fe。针对该问题有研究采用还原焙烧-磁选的方法来脱硫除杂制备铁精粉，用作炼铁原料。该方法以煤基作为还原剂，将硫酸渣中赤铁矿(fe2o3)还原为磁铁矿(fe3o4和feo)，从而提高磁选精度，提高铁精粉品位。并且对于现代炼铁工艺如直接还原炉、电炉等新型技术来讲，由于其需要较高的还原性，而磁铁矿在还原条件下易于形成金属铁，因此更适合使用磁铁矿作为原料。但是燃煤会产生大量的co2和烟尘加重温室效应和大气污染，而且该工艺需要磨矿磁选，能耗高，工艺复杂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种硫酸渣制备富铁球团的方法，该方法成本低，能耗少，操作简便，制备得到的富铁球团可替代炼钢厂的部分化石燃料和铁矿石原料使用，缓解炼钢厂原料不足的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种硫酸渣还原焙烧制备富铁球团的方法，以工业固废硫酸渣为原料，以生物质颗粒为还原剂，并添加钠盐添加剂，通过焙烧、水洗、过滤、烘干、造型步骤制备得到可替代炼钢厂的部分化石燃料和铁矿石原料的富铁球团。其制备方法具体包括以下步骤：

3、步骤1、将硫酸渣与生物质颗粒和钠盐添加剂混合制块在惰性气体下焙烧得到还原产物；所述硫酸渣与生物质颗粒的质量比为1︰(1～1.2)，钠盐添加剂与硫酸渣中二氧化硅的摩尔比为1︰(1～2)；所述焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为2～3h；

4、步骤2、将步骤1得到的还原产物放入容器中用热水冲洗得到固液混合物；

5、步骤3、步骤2得到的固液混合物静置分层后上层和下层分别过滤烘干，得到上层过滤物和下层过滤物；

6、步骤4、将步骤3制得的上层过滤物和下层过滤物混合均匀得到富铁球团成型原料。

7、本领域技术人员可按照现有炼铁设备用球团矿成型工艺将上述步骤制备得到的富铁球团成型原料制备得到富铁球团替代炼钢厂的部分化石燃料和铁矿石原料使用。

8、进一步的，所述生物质颗粒包括生物质材料颗粒和生物质炭颗粒，所述生物质炭颗粒在所述生物质颗粒中的质量比为10～15％。

9、进一步的，所述生物质材料颗粒的全水分小于25～30％，干燥基灰分小于5％，粒径小于5mm。

10、进一步的，所述生物质材料颗粒包括木质类生物质和草本类生物质。

11、进一步的，所述钠盐添加剂选自naoh、na2co3和ch3coona中的一种或几种。

12、进一步的，所述步骤1中惰性气体的通入流量为100～300ml/min。

13、进一步的，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气。

14、进一步的，所述步骤2中热水的温度为80～95℃。

15、进一步的，所述步骤2中还原产物的冲洗次数为2～3次，冲洗时间为8～12min/次。

16、进一步的，将所述步骤2在还原产物的冲洗过程中所产生的气体吸入摩尔质量浓度为2～3mol/l的烧碱溶液中，用于除去水洗产生的硫化氢气体。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

18、本发明提供的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，通过加入一定量的钠盐添加剂，使硫酸渣中主要杂质sio2与钠盐反应生成低模数的硅酸钠盐，利用低模数的硅酸钠盐可溶于水的特点，通过热水冲洗实现将硫酸渣中主要杂质sio2大量除去的目的；采用零碳燃料生物质作为还原剂将硫酸渣中fe2o3还原为fe3o4和feo，相较以煤基作为还原剂的方法，减少了co2和烟尘的释放，缓解了硫酸渣还原焙烧带来的环境污染问题；并且生物质材料热解过程中析出的还原性气体，还可将硫酸渣中部分含硫矿物质分解，减少产物中的硫含量，提升球团铁品位。

19、本发明以工业固废硫酸渣为原料，以生物质颗粒为还原剂，并添加钠盐添加剂，通过焙烧、水洗、过滤、烘干、造型步骤制备得到可替代炼钢厂的部分化石燃料和铁矿石原料的富铁球团，可缓解炼钢厂原料不足的问题，提高了硫酸渣的资源利用率，增强了硫酸渣的经济效益。本发明方法具有成本低，能耗少，操作简便，生产绿色环保便捷的优点。

技术特征：

1.一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述生物质颗粒包括生物质材料颗粒和生物质炭颗粒，所述生物质炭颗粒在所述生物质颗粒中的质量比为10～15％。

3.根据权利要求2所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述生物质材料颗粒的全水分小于25～30％，干燥基灰分小于5％，粒径小于5mm。

4.根据权利要求3所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述生物质材料颗粒包括木质类生物质和草本类生物质。

5.根据权利要求1所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述钠盐添加剂选自naoh、na2co3和ch3coona中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述步骤1中惰性气体的通入流量为100～300ml/min。

7.根据权利要求1或6所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气。

8.根据权利要求1所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述步骤2中热水的温度为80～95℃。

9.根据权利要求1或8所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：所述步骤2中还原产物的冲洗次数为2～3次，冲洗时间为8～12min/次。

10.根据权利要求9所述的一种硫酸渣制备富铁球团的方法，其特征在于：将所述步骤2在还原产物冲洗过程中产生的气体吸入2～3mol/l的烧碱溶液中。

技术总结本发明涉及固废资源综合利用和冶金技术领域，公开了一种硫酸渣制备富铁球团的方法，它是以工业固废硫酸渣为原料，以生物质颗粒为还原剂，并添加钠盐添加剂，通过焙烧、水洗、过滤、烘干、造型步骤制备得到可替代炼钢厂的部分化石燃料和铁矿石原料的富铁球团。本发明方法可缓解炼钢厂原料不足的问题，提高了硫酸渣的资源利用率，增强了硫酸渣的经济效益，具有成本低，能耗少，操作简便，生产绿色环保便捷的优点。技术研发人员：王毅斌,杨晓健,胡国涛,郑春莉,李晓娇,林翅,曹光辉受保护的技术使用者：瓮福（集团）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5