一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法。該系統(tǒng)包括一次脫硫設(shè)備、氧化設(shè)備以及二次脫硫設(shè)備；一次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、廢熱利用裝置、廢熱發(fā)電裝置、除塵裝置和硫磺回收裝置等；氧化設(shè)備包括氧化爐、除塵裝置、安全管和水池等；二次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、除塵裝置和硫磺回收裝置等。該方法包括：采用一次脫硫設(shè)備對(duì)硫鐵礦進(jìn)行脫硫，得到硫化亞鐵和硫磺；采用氧化設(shè)備對(duì)硫化亞鐵進(jìn)行氧化，得到氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物；采用二次脫硫設(shè)備對(duì)氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物進(jìn)行二次脫硫，得到氧化鐵和硫磺。本發(fā)明專利技術(shù)提供的系統(tǒng)和方法能夠利用硫鐵礦直接制造出硫磺和氧化鐵，具有工藝生產(chǎn)成本低、綠色環(huán)保、硫的利用率高等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法
本專利技術(shù)涉及一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法，屬于冶金領(lǐng)域中的硫鐵礦冶煉

技術(shù)介紹
硫鐵礦廣泛存在于地球，在世界上有很多礦山都有產(chǎn)出。既有單獨(dú)生產(chǎn)硫鐵礦的礦山，也有很多有色礦山副產(chǎn)硫鐵礦。在一些煤礦中也含有一定數(shù)量的硫鐵礦。在世界上很多有色礦山的礦石中都含有一定數(shù)量的硫鐵礦，但是由于硫鐵礦的價(jià)值較低，大都無(wú)法回收利用，被直接排入尾礦中。由于硫鐵礦會(huì)隨時(shí)間推移逐步氧化，因而會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在中國(guó)，硫鐵礦大多被用來(lái)生產(chǎn)硫酸。但是，硫磺生產(chǎn)硫酸相比硫鐵礦生產(chǎn)硫酸，項(xiàng)目投資更省，且更加環(huán)保。采用硫鐵礦生產(chǎn)硫磺在80年代以前曾經(jīng)在中國(guó)出現(xiàn)過(guò)，主要采用硫鐵礦和煤炭在貧氧條件下獲得硫磺，硫的利用率一般不超過(guò)70％，因此，造成了極為嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題，所以硫鐵礦制硫磺的工藝基本停用。國(guó)內(nèi)有專利采用二步法生產(chǎn)硫磺，先將硫鐵礦的硫氧化成二氧化硫，再用煤炭進(jìn)行還原，但因其成本過(guò)高而沒(méi)有在生產(chǎn)中使用。目前為止，尚無(wú)低成本、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的技術(shù)方案能利用硫鐵礦生產(chǎn)硫磺和氧化鐵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)與方法。采用本專利技術(shù)提供的系統(tǒng)和方法能夠利用硫鐵礦直接制造生產(chǎn)出硫磺和氧化鐵，并且具有工藝生產(chǎn)成本低、綠色環(huán)保、硫的利用率高等優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)首先提供了一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)，其包括：一次脫硫設(shè)備、氧化設(shè)備以及二次脫硫設(shè)備；其中，所述一次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、廢熱利用裝置、廢熱發(fā)電裝置、除塵裝置和硫磺回收裝置；所述封閉式脫硫爐的爐體下部連接有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述封閉式脫硫爐設(shè)有供熱裝置，所述封閉式脫硫爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道；所述廢熱利用裝置的第一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述封閉式脫硫爐的爐體上部，所述廢熱利用裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述廢熱發(fā)電裝置的第一個(gè)接口，所述廢熱發(fā)電裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述除塵裝置的第一個(gè)接口；所述除塵裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述硫磺回收裝置的第一個(gè)接口，所述硫磺回收裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述廢熱利用裝置的第三接口；所述一次脫硫設(shè)備用于對(duì)硫鐵礦進(jìn)行脫硫，以得到硫化亞鐵和硫磺；所述氧化設(shè)備包括氧化爐、除塵裝置、安全管和水池；所述氧化爐的爐體下部設(shè)有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述氧化爐的爐體內(nèi)部設(shè)有移熱裝置，所述氧化爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述氧化爐的爐體上部通過(guò)管道連接于所述除塵裝置；所述氧化爐的爐體頂部連接于所述安全管的一端，并且所述安全管的另一端浸沒(méi)于所述水池中；所述氧化設(shè)備用于對(duì)所述一次脫硫設(shè)備產(chǎn)出的硫化亞鐵進(jìn)行氧化，得到氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物；所述二次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、除塵裝置和硫磺回收裝置；所述封閉式脫硫爐的爐體下部連接有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述封閉式脫硫爐設(shè)有供熱裝置，所述封閉式脫硫爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道；所述除塵裝置的一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述封閉式脫硫爐的爐體上部，所述除塵裝置的另一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述硫磺回收裝置的一個(gè)接口；所述二次脫硫設(shè)備用于對(duì)所述氧化設(shè)備產(chǎn)出的氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物進(jìn)行二次脫硫，以分離得到氧化鐵和硫磺。在上述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述一次脫硫設(shè)備及二次脫硫設(shè)備中的封閉式脫硫爐包括沸騰焙燒爐、圓盤旋轉(zhuǎn)式焙燒爐或回轉(zhuǎn)窯等，其他適用的常規(guī)裝置也可以采用。可根據(jù)進(jìn)入封閉式脫硫爐進(jìn)行處理的硫鐵礦(進(jìn)入一次脫硫設(shè)備)的粒度大小，或者氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物(進(jìn)入二次脫硫設(shè)備)的粒度大小，選擇不同的封閉式脫硫爐。并且，所述一次脫硫設(shè)備及二次脫硫設(shè)備中的封閉式脫硫爐可以相同或不同。在上述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述氧化爐包括沸騰焙燒爐、圓盤旋轉(zhuǎn)式焙燒爐或回轉(zhuǎn)窯等，其他適用的常規(guī)裝置也可以采用。可根據(jù)進(jìn)入氧化爐進(jìn)行處理的硫化亞鐵的粒度大小選擇不同的氧化爐。在上述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述移熱裝置是由均勻分布且垂直設(shè)置和/或水平設(shè)置在所述氧化爐的爐體內(nèi)部的若干管道組成，并且所述管道內(nèi)流通有移熱介質(zhì)。其中，所述管道的數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)置；所述管道內(nèi)的移熱介質(zhì)可以是液體，也可以是氣體。在上述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述供熱裝置為設(shè)置在所述封閉式脫硫爐的爐體內(nèi)部的加熱裝置(例如電加熱裝置)，或者為連接于所述封閉式脫硫爐的爐體外部的加熱裝置。在上述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述一次脫硫設(shè)備還包括一管道，其連接所述封閉式脫硫爐的爐體底部和所述廢熱利用裝置的第四個(gè)接口，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)。在上述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述二次脫硫設(shè)備還包括一管道，其連接所述封閉式脫硫爐的爐體底部和所述硫磺回收裝置的另一個(gè)接口，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)。在上述的系統(tǒng)中，所述廢熱利用裝置、廢熱發(fā)電裝置、除塵裝置和硫磺回收裝置均可以為本領(lǐng)域的常規(guī)裝置。其中，所述廢熱發(fā)電裝置的作用主要是降溫，以及將產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電，發(fā)電可以采用常規(guī)發(fā)電機(jī)，所發(fā)的電可用于工廠使用。根據(jù)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，上述的系統(tǒng)還包括一高溫氧化沸騰焙燒爐，用于對(duì)所述二次脫硫設(shè)備產(chǎn)出的氧化鐵進(jìn)行高溫氧化沸騰焙燒處理，以進(jìn)一步脫除所述氧化鐵中殘留的硫。另一方面，本專利技術(shù)還提供了一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的方法，其為采用上述的系統(tǒng)利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的方法，該方法包括以下步驟：步驟(1)：將硫鐵礦通過(guò)所述一次脫硫設(shè)備的封閉式脫硫爐的進(jìn)料斗送至所述封閉式脫硫爐內(nèi)，同時(shí)通過(guò)所述進(jìn)氣管道向所述封閉式脫硫爐內(nèi)通入非氧化性氣體，通過(guò)所述供熱裝置使所述封閉式脫硫爐內(nèi)的溫度達(dá)到445-1000℃(優(yōu)選為600-700℃)，使硫鐵礦進(jìn)行脫硫以分解為硫化亞鐵和單質(zhì)硫；所述單質(zhì)硫隨著所述非氧化性氣體排出所述封閉式脫硫爐，然后經(jīng)過(guò)所述廢熱利用裝置和廢熱發(fā)電裝置降溫后，再經(jīng)過(guò)所述除塵裝置，最后進(jìn)入所述硫磺回收裝置，形成硫磺；所述硫化亞鐵從所述封閉式脫硫爐的出料斗排出；步驟(2)：使步驟(1)得到的硫化亞鐵通過(guò)所述氧化爐的進(jìn)料斗送至所述氧化爐內(nèi)；同時(shí)通過(guò)所述進(jìn)氣管道向所述氧化爐內(nèi)通入氧化性氣體，通過(guò)所述移熱裝置使所述氧化爐內(nèi)的溫度控制在60至100℃(優(yōu)選為65-80℃)，所述硫化亞鐵被氧化為氧化鐵和單質(zhì)硫，并從所述氧化爐的出料斗排出；氧化所產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)所述除塵裝置后排出；并且向所述水池中倒入水，并將所述安全管的端口浸沒(méi)于水面以下(安全管以及水池的設(shè)置能夠確保氧化爐在發(fā)生閃爆時(shí)，爐內(nèi)氣體能順利排出)；步驟(3)：使步驟(2)得到的氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物通過(guò)所述二次脫硫設(shè)備的封閉式脫硫爐的進(jìn)料斗送至所述封閉式脫硫爐內(nèi)，同時(shí)通過(guò)所述進(jìn)氣管道向所述封閉式脫硫爐內(nèi)通入非氧化性氣體，通過(guò)所述供熱裝置使所述封閉式脫硫爐內(nèi)的溫度達(dá)到445-1000℃(優(yōu)選為480-500℃)，使所述氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物進(jìn)行脫硫以分離出氧化鐵和單質(zhì)硫；所述單質(zhì)硫隨著所述非氧化性氣體排出所述封閉式脫硫爐，然后經(jīng)過(guò)所述除塵裝置，進(jìn)入所述硫磺回收裝置，形成硫磺；所述氧化鐵從所述封閉式脫硫爐的出料斗排出。在上述的方法中，步驟(1)、(2)和(3)均可以在常壓下進(jìn)行。步驟(1)、(2)和(3)的反應(yīng)時(shí)間和投料量有直接關(guān)系，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)具體情況而確定。在上述的方法中，優(yōu)選地，步驟(1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)，其包括：一次脫硫設(shè)備、氧化設(shè)備以及二次脫硫設(shè)備；其中，所述一次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、廢熱利用裝置、廢熱發(fā)電裝置、除塵裝置和硫磺回收裝置；所述封閉式脫硫爐的爐體下部連接有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述封閉式脫硫爐設(shè)有供熱裝置，所述封閉式脫硫爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道；所述廢熱利用裝置的第一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述封閉式脫硫爐的爐體上部，所述廢熱利用裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述廢熱發(fā)電裝置的第一個(gè)接口，所述廢熱發(fā)電裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述除塵裝置的第一個(gè)接口；所述除塵裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述硫磺回收裝置的第一個(gè)接口，所述硫磺回收裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述廢熱利用裝置的第三接口；所述一次脫硫設(shè)備用于對(duì)硫鐵礦進(jìn)行脫硫，以得到硫化亞鐵和硫磺；所述氧化設(shè)備包括氧化爐、除塵裝置、安全管和水池；所述氧化爐的爐體下部設(shè)有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述氧化爐的爐體內(nèi)部設(shè)有移熱裝置，所述氧化爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述氧化爐的爐體上部通過(guò)管道連接于所述除塵裝置；所述氧化爐的爐體頂部連接于所述安全管的一端，并且所述安全管的另一端浸沒(méi)于所述水池中；所述氧化設(shè)備用于對(duì)所述一次脫硫設(shè)備產(chǎn)出的硫化亞鐵進(jìn)行氧化，得到氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物；所述二次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、除塵裝置和硫磺回收裝置；所述封閉式脫硫爐的爐體下部連接有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述封閉式脫硫爐設(shè)有供熱裝置，所述封閉式脫硫爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道；所述除塵裝置的一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述封閉式脫硫爐的爐體上部，所述除塵裝置的另一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述硫磺回收裝置的一個(gè)接口；所述二次脫硫設(shè)備用于對(duì)所述氧化設(shè)備產(chǎn)出的氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物進(jìn)行二次脫硫，以分離得到氧化鐵和硫磺。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)，其包括：一次脫硫設(shè)備、氧化設(shè)備以及二次脫硫設(shè)備；其中，所述一次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、廢熱利用裝置、廢熱發(fā)電裝置、除塵裝置和硫磺回收裝置；所述封閉式脫硫爐的爐體下部連接有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述封閉式脫硫爐設(shè)有供熱裝置，所述封閉式脫硫爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道；所述廢熱利用裝置的第一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述封閉式脫硫爐的爐體上部，所述廢熱利用裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述廢熱發(fā)電裝置的第一個(gè)接口，所述廢熱發(fā)電裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述除塵裝置的第一個(gè)接口；所述除塵裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述硫磺回收裝置的第一個(gè)接口，所述硫磺回收裝置的第二個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述廢熱利用裝置的第三接口；所述一次脫硫設(shè)備用于對(duì)硫鐵礦進(jìn)行脫硫，以得到硫化亞鐵和硫磺；所述氧化設(shè)備包括氧化爐、除塵裝置、安全管和水池；所述氧化爐的爐體下部設(shè)有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述氧化爐的爐體內(nèi)部設(shè)有移熱裝置，所述氧化爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述氧化爐的爐體上部通過(guò)管道連接于所述除塵裝置；所述氧化爐的爐體頂部連接于所述安全管的一端，并且所述安全管的另一端浸沒(méi)于所述水池中；所述氧化設(shè)備用于對(duì)所述一次脫硫設(shè)備產(chǎn)出的硫化亞鐵進(jìn)行氧化，得到氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物；所述二次脫硫設(shè)備包括封閉式脫硫爐、除塵裝置和硫磺回收裝置；所述封閉式脫硫爐的爐體下部連接有相對(duì)側(cè)設(shè)置的進(jìn)料斗和出料斗，所述封閉式脫硫爐設(shè)有供熱裝置，所述封閉式脫硫爐的爐體底部設(shè)有進(jìn)氣管道；所述除塵裝置的一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述封閉式脫硫爐的爐體上部，所述除塵裝置的另一個(gè)接口通過(guò)管道連接于所述硫磺回收裝置的一個(gè)接口；所述二次脫硫設(shè)備用于對(duì)所述氧化設(shè)備產(chǎn)出的氧化鐵和單質(zhì)硫的混合物進(jìn)行二次脫硫，以分離得到氧化鐵和硫磺。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)，其中，所述一次脫硫設(shè)備及二次脫硫設(shè)備中的封閉式脫硫爐包括沸騰焙燒爐、圓盤旋轉(zhuǎn)式焙燒爐或回轉(zhuǎn)窯；并且，所述一次脫硫設(shè)備及二次脫硫設(shè)備中的封閉式脫硫爐為相同或不同；所述氧化爐包括沸騰焙燒爐、圓盤旋轉(zhuǎn)式焙燒爐或回轉(zhuǎn)窯；所述移熱裝置是由均勻分布且垂直設(shè)置和/或水平設(shè)置在所述氧化爐的爐體內(nèi)部的若干管道組成，并且所述管道內(nèi)流通有移熱介質(zhì)；所述供熱裝置為設(shè)置在所述封閉式脫硫爐的爐體內(nèi)部的加熱裝置，或者為連接于所述封閉式脫硫爐的爐體外部的加熱裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)，其中，所述一次脫硫設(shè)備還包括一管道，其連接所述封閉式脫硫爐的爐體底部和所述廢熱利用裝置的第四個(gè)接口，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述二次脫硫設(shè)備還包括一管道，其連接所述封閉式脫硫爐的爐體底部和所述硫磺回收裝置的另一個(gè)接口，并在該管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)，其中，還包括一高溫氧化沸騰焙燒爐，用于對(duì)所述二次脫硫設(shè)備產(chǎn)出的氧化鐵進(jìn)行高溫氧化沸騰焙燒處理，以進(jìn)一步脫除所述氧化鐵中殘留的硫。5.一種利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的方法，其為采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的利用硫鐵礦制造硫磺和氧化鐵的系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟：步驟(1)：將硫鐵礦通過(guò)所述一次脫硫設(shè)備的封閉式脫硫爐的進(jìn)料斗送至所述封閉式脫硫爐內(nèi)，同時(shí)通過(guò)所述進(jìn)氣管道向所述封閉式脫硫爐內(nèi)通入非氧化性氣體，通過(guò)所述供熱裝置使所述封閉式脫硫爐內(nèi)的溫度達(dá)到445-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉慧南，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：劉慧南，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11