[发明专利]一种采用热解-还原联合技术生产硫磺的方法

说明书

技术领域

本发明属化工原料制备技术领域，具体涉及一种采用热解-还原联合技术生产硫磺并联产海绵铁的方法。

背景技术

中国硫磺需求极大，自给严重不足，长期以来大量进口。但是，在硫磺生产技术研究方面严重滞后，煤炭伴生硫、有色矿伴生硫、低品位煤系硫等大量硫资源综合利用率极低，且严重污染环境。

目前，硫铁矿的开发利用主要途径是生产硫精砂。硫精砂直接进入市场面临的首要问题是运输成本和生产成本高，市场竞争能力总体较弱；其次是硫精砂下游加工分散，不利于提升铁资源及其他有价元素的价值和资源综合利用水平；三是矿资源初加工不利于矿区地方经济持续稳定发展；四是由于环保的要求，越来越多的地区限制了硫铁矿的使用，而以硫磺代替，使硫磺市场呈快速上升趋势。综上所述，以硫铁矿、硫精砂及其他伴生硫资源为原料生产硫磺，将会有较大的发展空间。

近年来国内外研发的适于难利用硫、煤资源的综合利用新技术，取得了一定成果。

2003年山东科技大学黄仁和等发表了《煤系硫铁矿的干-湿法生产不溶性硫磺工艺研究》，是将煤系硫铁矿在回转窑内，控制一定温度和还原气氛使硫铁矿干法热解，窑气收集硫磺；FeS窑渣用硫酸分解成硫化氢，硫化氢硝酸湿法氧化制得硫磺。

2009年华中科技大学刘豪等申请了《一种含硫固体废弃物综合资源化利用方法CN101570341》的专利，其技术要点是：采用流化床，将小于4mm的硫铁矿粒，在650-850℃下，热解20min，烟气收集硫磺；炉渣为磁黄铁矿，按1:1:1摩尔比配合煤炭、氧化钙研磨后入流化床，还原气氛,900℃,30min条件下制得单质铁、硫和一氧化碳，烟气收集硫；炉渣分选出铁粉产品，余料为含硫化钙的物料，按1:3摩尔比配合干燥的脱硫石膏研磨后入流化床，中性气氛，950℃,30min条件下制得SO2和氧化钙，SO2加工为液态二氧化硫产品，氧化钙回用。

2011年张跃等发表了《低品位硫铁矿生产硫磺的工业实验研究》。该研究成果实质是《采用二段硫化床从低品位硫铁矿生产硫磺的方法ZL200710048843.9》专利技术的工业应用成果。该发明采用现有的成熟流化床技术，通过二段燃烧反应的处理方法直接处理品位17~20%的原矿。一段流化床焙烧硫铁矿制得SO₂炉气和低硫尾渣；二段流化床将高温、高浓度、高尘量得SO₂炉气由无烟煤粉高温还原制得硫磺。该技术尾气中SO₂，H₂S等排放指标可达到国家硫酸尾气排放标准；尾渣硫含量可低于1%，有利于综合利用。

以上技术成果都涉及了硫铁矿为主要原料制硫磺或铁粉的方法。但是不同程度存在能耗高、资源利用不充分、流程长、难控制等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种能耗低、资矿资源综合利用率高采用热解-还原联合技术从硫铁矿中连续生产硫磺并联产海绵铁的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种采用热解-还原联合技术生产硫磺的方法，该方法包括下述步骤：

①.将含硫品位在10%以上的硫铁矿加工成粒度2mm以下的适合流化床反应的颗粒；同样，也将无烟煤或焦煤加工成粒度2mm以下的适合流化床反应的颗粒；然后再将两种颗粒物料分别稳定加入一段热解还原流化床，在800-850℃的温度下硫铁矿热解还原得到一段炉气和热炉渣；

②.经预热200-400℃后的空气进入二段回转窑焙烧炉中与从一段热解还原流化床进入到二段回转窑焙烧炉的热炉渣一起焙烧进行氧化反应脱硫，二段回转窑焙烧炉中炉内反应温度为800-1100℃，物料停留时间20-90min；制得SO₂含量5-20%，O₂含量1-5%，温度为800-1100℃的二段炉气；在制得二段炉气的同时，热炉渣煅烧成含硫量小于0.5%的氧化铁炉渣；