1、硫铁矿烧渣-铁精粉的原料要求四川省化工设计院1、硫铁矿制酸的产品v硫酸及其相应产品v铁精粉v蒸汽2、我国钢铁生产与硫铁矿制酸铁精粉2.1 我国是全球最大的钢铁消耗国和生产国，钢铁产量占世界总产量50%。同时又是世界铁矿石消费和进口“超级大国”。单位KT201020112012201320142015世界钢产量143315371559164916671620中国钢产量639702731822822804世界铁矿石产量18541919187019292001中国铁矿石进口6196877458209329502.2 硫铁矿制酸铁精粉的市场 我国属于硫铁矿资源比较丰富的国家，硫铁矿产量在17000Kt
2、/a左右，我国硫铁矿制酸约占我国硫酸产量24.5%，产出的烧渣估计约13000kt/a,以含铁60%计，作为铁精粉可向钢铁行业提供铁资源约7000kt。 我国钢铁行业产能严重过剩，将去产能11.5亿吨，但铁矿石进口量预测仍在6亿吨左右，矿制酸烧渣仍有很大市场空间。2.3硫铁矿制酸铁精粉价格 受中国经济转型与世界经济疲软的影响，铁矿石价格掉到近年来最低点，3月初略有回升 。 硫铁矿制硫酸烧渣铁精粉价格也同样受其影响，W（Fe）%60的烧渣（铁精粉）价格有的地区在300元/吨，有的地区在200元/吨，历史上曾高达750元/吨。3、钢铁行业对铁矿石的质量要求 钢铁行业将可以直接用于生铁冶炼的含铁量百
3、分比较高的铁矿粉称为铁精矿（粉）。 3.1铁精矿（粉）的主要品质指标 1）铁元素的含量 ：60%以上含量的一般被认为是高品位的铁精矿（粉）。 2）有害成分：主要包括硫、磷、氧化硅等。其他有害成分主要指铜、铅、锌、锡、砷、碱金属。v表2 铁精矿质量要求 单位：%铁精矿类型磁铁精粉赤铁精粉代号C67C65C63C60H65H62H59H55TFe6765636065625955化学成分%TFe允许波动范围+1.0 -0.5+1.5 -1.0+1.0 -0.5+1.5 -1.0SiO2345712126810138101315S（0.10.19）（0.20.4）（0.10.19）（0.20.4）P（
4、0.050.09）（0.10.3）（0.080.19）（0.20.4）Cu（0.10.2）（0.10.2）Pb0.10.1Zn（0.10.2）（0.10.2）Sn0.080.08As（0.040.07）（0.040.07）TiO2FK2O+Na2O0.250.25水分/%101111123.2 铁精粉粒度：当粒度小于0.074mm（200目）占65%以上时，可用于加工球团矿。粒度达到0.1476.3mm时，可作为烧结矿原料。3.3国家标准对硫铁矿烧渣的品质指标 硫铁矿烧渣铁精粉作为矿酸的产品之一，作为炼铁的原料，其烧渣化学成分须满足GB/T29502-2013，特别是一级品作为铁精粉，更要求总
5、硫（不是有效硫）小于1%，并增加K2O+Na2O0.25%和锡（Sn）0.08%的要求。 表3 硫铁矿烧渣的化学成分（GB/T 29502-2013）品级化学成分/%TFeSiO2SPAsCuPb+Zn不小于不大于一级品60.06.01.00.050.050.20.3二级品58.010.01.50.080.080.30.5三级品54.012.02.50.120.120.41.0注：1）各组分含量均以干基计。 2）粒度（0.075mm）65%。 3）水分18%。4 硫铁矿酸生产铁精粉对入炉原料的要求 硫铁矿制酸的三个产品硫酸、蒸汽、铁精粉对原料要求是不矛盾的，无论从清洁生产和物料平衡对任何矿种都
6、要求走精料路线高硫、高铁、低有害物质。 4.1硫铁矿酸的主要原料铁硫比要高 硫铁矿酸的原料矿种有硫铁矿、磁硫铁矿、一硫化铁等 v表4 几种含硫纯物质的化学分析数据 分子式w(S)/lw(Fe)/lw(O2)/lw(H2O)/lw(Fe)/ w(S)释放出热量/kjt-1备注FeS253.330%46.670%000.875423104黄铁矿Fe7S839.620%60.380%001.524574104磁硫铁矿FeS36.460%63.540%001.740620104一硫化铁S100.000%314104FeSO4H2O18.824%32.941%37.647%10.558%1.75约650
7、分解硫酸亚铁FeSO47H2O11.510%20.144%23.021%45.324%1.75v表6 入炉原料的烧渣量与烧渣含铁量和烧出率原料入炉矿烧渣量kg/t酸不计烧出率Fe%烧出率%计烧出率Fe%S%Fe%kg/t酸Fe3O4Fe2O3Fe3O4Fe2O3Fe3O4Fe2O3Fe3O4Fe2O3Fe3O4+ Fe2O3黄铁矿FeS24444775.57551.38565.4761.8960.3498.5598.516159.4460.5磁性硫铁Fe7S830551137.5999.061020.1662.6261.3397.3797.3160.9759.6860.7一硫化铁FeS3057
8、1137.51026.831055.5763.1461.4297.2997.2261.4359.71614.2硫铁矿酸的主要原料有害成分要低 4.2.1钢铁生产原料有害成分及危害 有害成分：铜、铅、锌、锡、氧化钾、氧化钠、砷、磷、二氧化硅、硫（残余总硫）等。 对炼铁生产的危害：恶化操作条件；钢材性能下降；产生职业危害。 硫铁矿制酸烧渣铁精粉的成分，要满足钢铁行业和GB/T29502-2013制造铁球团和炼铁要求，其有害成分要控制在表2和表3范围内。 4.2.2 硫铁矿制酸烧渣中的有害成分 1）铜、铅、锌、锡与碱金属（钾、钠） 此5种金属元素随入炉原料进入沸腾炉，无论焙烧氛围如何，无论它们生成何
9、种氧化物或硫化物，都会留在湿法净化前渣、尘收集系统中（忽略电除尘器出口炉气带走量），即烧渣中。 2）磷 入炉原料中带入的磷以磷矿石的形态存在，在焙烧气氛下一般不能分解，转入烧渣中。 3）砷 入炉原料带入的砷，大致以气态As2O3存在于炉气中，随着炉气温度的逐步降低，便形成各种固态砷和砷酸盐转入烧渣中。同时炉气中某些如铅，锌等的金属氧化物，在400以上时与As2O3反应形成固态砷化合物以尘的形态也转入烧渣中。通常入炉原料带入的砷，大部分（85%）转入烧渣，少部分（15%）随炉气进入湿法净化工序。 4）二氧化硅（SiO2） 原料带入的SiO2，在焙烧气氛下能与CaO生成CaOSiO2（硅酸钙），与
10、HF生成SiF4，但毕竟原料中Ca和F含量微量，视为全部转入烧渣中。 5）硫酸盐（CaSO4、MgSO4） 原料带入的CaSO4、MgSO4，在焙烧气氛下不能分解，转入烧渣中，增加了烧渣中的残硫含量。v表7 烧渣主要元素及有害成分与烧渣的关系 项 目化 学 成 分粒 度-0.075mmTFeSiO2SPAsCuPbZnSnK2O+Na2O钢铁行业对磁铁精粉质量要求6070.1-0.40.05-0.30.04-0.070.1-0.20.10.1-0.20.080.2575硫铁矿烧渣GB/T29502-2013一级品606.01.00.050.050.2(Pb+ Zn)0.3无要求无要求65黄铁矿
11、FeS2入炉矿444.27440.0360.0420.142(Pb+ Zn)=0.2130.0570.179烧渣616.00.90.050.050.2(Pb+ Zn)=0.30.080.25磁硫铁矿Fe7S8入炉矿555.27300.0440.0520.177(Pb+ Zn)=0.2630.070.22烧渣60.976.00.90.050.050.2(Pb+ Zn)=0.30.080.25一硫化铁FeS入炉矿575.42300.0450.0530.18(Pb+ Zn)=0.270.0720.226烧渣61.436.00.90.050.050.2(Pb+ Zn)=0.30.080.25 4.3硫
12、铁矿烧渣有害成分不超标的措施 硫铁矿烧渣中铁元素w（Fe）60%及有害成分不超标的措施有： 1）走精料路线，提高入炉矿中硫、铁含量，特别是铁含量。无论上述何种矿，其铁含量应占该矿理论含量的90%，相应硫含量在80%左右。 原矿选矿后，硫含量高，铁含量就相应高，有害元素相应降低，精料路线应在矿山实施。 精料路线使得硫（S）、铁（Fe）成分提高，有害成分砷（As）、氟（F）、重金属等减少，烧渣既满足炼铁的铁精粉要求，硫铁矿制酸的污水处理又容易达到环境保护的要求。 2）选用w（Fe）/w（S）高的矿，即FeS和Fe7S8，二者都是含低硫高铁的矿，其w（Fe）/w（S）高于FeS21.25倍。使吨酸实
13、物矿耗高，进入铁量大，烧渣量是硫铁矿的1.8倍，烧渣产量大。 3）配矿。将含铁量低的矿与高铁量的烧渣等进行配矿，调节入炉的w（Fe）/w（S）和有害元素，以求得到合格的铁精粉和加大烧渣产量。 4）Fe3O4含w（Fe）72.41%而Fe2O3含w（Fe）70%，焙烧气氛应为弱氧焙烧，出炉烧渣应快速冷却和增湿，避免Fe3O4被空气氧化为Fe2O3，降低烧渣Fe含量。 5）GB/T29502-2013要求烧渣残w（S）1%，测定按GB/T6730.61规定进行，硫酸行业传统的硫含量测定按GB/T2462执行。我们认为前者是总硫，后者是有效硫。要满足总硫的要求，除在焙烧炉型上要有足够的停留时间和相对
14、高的焙烧温度外，还要注意入炉原料中的钙、镁等元素。 6）掺烧硫酸亚铁 硫酸亚铁是钛白粉生产的副产物，其w（Fe）/w（S）为1.75，属于低硫高铁的硫酸盐，在有条件的地区，适当掺烧硫酸亚铁，可提高烧渣的铁含量，同时可降低有害成分。 7）硫铁矿的焙烧是高温脱硫过程，其烧渣量小于入炉原料量，入炉有害元素富集于烧渣中，所以要求入炉有害成分小于烧渣有害成分，而高硫高铁原料由于烧渣少，要求有害元素更低。 5 关于硫铁矿和硫精矿的技术指标 v硫铁矿和硫精矿的技术指标HG/T2786-1996 v表8 硫铁矿技术指标 项 目指 标优等品一等品合格品优-I优-II合-I合-II有效硫（S）含量，% 38352
15、82522砷（As）含量，% 0.050.10.15氟（F）含量，% 0.050.1铅锌（Pb+Zn）含量，% 1.0碳（C）含量，% 2.03.05.0v表9 硫精矿技术指标 项 目指 标优等品一等品合格品优-I优-II有效硫（S）含量，% 48453828砷（As）含量，% 0.050.070.10氟（F）含量，% 0.050.070.10铅锌（Pb+Zn）含量，% 0.51.0碳（C）含量，% 1.02.0 HG/T2786-1996规范是针对硫铁矿制酸而言，未考虑也不能满足其烧渣用于制铁球团和炼铁的要求。 硫铁矿烧渣GB/T29502-2013，从回收铁资源、清洁生产和循环经济考虑。 探讨：是否修改HG/T2786-1996规范，或增加既制酸又满足GB/T29502-2013新的硫精矿规范。欢迎各位专家、来宾批评指正。谢谢各位来宾！祝各位来宾万事如意！
