[发明专利]一种硫酸渣生物质基自还原制备铁精粉的方法

说明书

本发明公开了一种硫酸渣生物质基自还原制备铁精粉的方法，具体发明内容包括：(1)压块：将硫酸渣、生物质碳和粘结剂充分混匀后压成圆柱形压块，所述粘结剂为质量分数为12～16％的聚乙烯醇；(2)干燥：将圆柱形压块置于烘箱中干燥；(3)还原：将干燥后的圆柱形压块，在1150～1250℃下进行直接还原反应，保护气氛为氮气；(4)磁选：还原后产物经破碎、粉磨、磁选、干燥得到直接还原铁精粉。本发明方法以硫酸渣固废为主要原料，还原剂采用绿色植物桔杆，通过合理配比，采用生物质基直接还原制得高品质铁精粉，采用硫酸渣生物质基自还原制备的铁精粉，最终铁品位在93％以上，硫含量低于0.2％，产出的高品质铁精粉，可作为钢铁企业炼铁原料。

技术领域

本发明涉及工业固废资源化利用技术领域，特别涉及一种硫酸渣生物质基自还原制备铁精粉的方法。

背景技术

近年来，随着国内炼铁产量大增，高品位矿山资源日趋贫乏，开采难度加大，对于一些中小型钢铁企业，将面临炼铁原料紧缺的问题。硫酸渣是以硫铁矿为原料，通过沸腾床焙烧制取硫酸后所排放的一种工业废渣。其中TFe最高可达60％左右，铁基本上转为氧化铁。由于硫酸渣中有害元素硫的含量基本在1％左右，甚至更高，所以将其直接用于炼铁生产，会导致铁产品无法应用，影响钢铁产品质量。因此，硫酸渣用于炼铁冶炼还未得到有效的开发利用。大部分硫酸渣都被作为废物堆放，造成环境污染。因此，解决大量硫酸渣堆存引起的环境问题，缓解炼铁原料紧缺已迫在眉睫。

我国煤炭资源较为丰富，为了提取硫酸渣中的金属铁，煤基是目前最为常用的还原剂。经过文献检索发现公开号为CN102796839A的中国专利公开了一种硫酸渣还原焙烧生产直接还原铁同步脱硫的工艺方法。其以煤为还原剂，加入碳酸钠和碳酸钙作为脱硫剂，制得铁品位在90％以上的铁粉。然而，燃煤会产生大量的CO2和烟尘加重温室效应和大气污染，同时配加的碳酸钠和碳酸钙会增加生产成本。随着环境的不断恶化，人们逐渐认识到新型清洁能源的重要性。此外，煤中灰分存在的SiO2和Al2O3，会在高温下与铁氧化物生成低熔点物质，降低焙烧矿的质量。并且，煤中含有一定量的硫，也会影响最终铁产品的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种硫酸渣生物质基自还原制备铁精粉的方法，本发明提供的硫酸渣煤基自还原制备铁精粉的方法，采用绿色环保生物质碳为还原剂，实现了硫酸渣的绿色提取，同时，生物质碳中含有较高的挥发分可以带走部分硫，降低铁精粉中的硫含量；该方法具有成本低，能耗少，生产过程环保简捷的优点，采用硫酸渣生物质基自还原制备的铁精粉含硫低于0.2％，铁品位达到93％以上。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种硫酸渣生物质基自还原制备铁精粉的方法，以铁品位55～65％，硫含量低于1％的硫酸渣为原料，以生物质碳为还原剂，制备方法包括以下具体步骤：

(1)压块：将硫酸渣、生物质碳和粘结剂充分混匀后压成圆柱形压块；

(2)干燥：将步骤(1)制得的圆柱形压块进行干燥，去除多余水分；

(3)还原：将步骤(2)制得的干燥后的圆柱形压块在高温保护气氛下进行直接还原反应，得到还原产物；

(4)磁选：将步骤(3)所得到的还原后产物破碎、粉磨、磁选、干燥得到铁精粉。

作为本发明的一种优选技术方案，所述硫酸渣、生物质碳的配料质量比为1:1.3～1.5，硫酸渣需经过粉碎预处理，使其粒度小于200目占80％以上，生物质碳经粉碎后，使其粒度小于100目占80％以上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述粘结剂为质量分数为12～16％的聚乙烯醇，添加量为硫酸渣和生物质碳总质量的10～15wt％。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(1)中生物质碳可以为小麦秆、稻壳、玉米杆植物穗杆。