D0I:10.13374.issn1001-053x.2012.08.003 第34卷第8期 北京科技大学学报 Vol.34 No.8 2012年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2012 还原剂与脱硫剂对硫酸渣直接还原焙烧同步脱硫的 影响 孙 吴四 孙体昌刘占华余文曹允业 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教有部重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:sunhaokaixin(@sina.com 摘要研究了还原剂云南煤和脱硫剂SH对硫酸渣在直接还原焙烧过程中提铁降硫效果的影响.采用X射线衍射与扫描 电镜方法分析了云南煤与脱硫剂$H的作用机理.结果表明：在高温还原气氛下，硫酸渣中的黄铁矿生成具有挥发性的气态单 质硫和气态羰基硫、金属铁和非磁性的陨硫铁：硫酸渣中的赤铁矿和磁铁刊矿则被还原为金属铁：云南煤对硫酸渣在焙烧过程 中的脱硫效果比较明显，但无法达到要求的指标；添加脱硫剂S州可以进一步降低还原铁中的硫，其机理是脱硫剂与硫酸渣中 的黄铁矿在直接还原焙烧过程中反应生成金属铁和没有磁性的硫化钙，通过磨矿一磁选的方法将硫化钙与金属铁分离，从而 达到脱硫目标 关键词硫酸：固体废弃物：直接还原：矿石培烧：脱硫 分类号TF046.2 Influence of the reducing agent and desulfurizer on desulfurization froma sulfu- ric acid residue by using direct reduction and roasting SUN Hao,SUN Ti-chang,LIU Zhan-hua,YU Wen,CAO Run-ye Key Laboratory of the Ministry of Education for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:sunhaokaixin@sina.com ABSTRACT The effects of Yunnan coal as a reducing agent and the desulfurizer SH on the improvement in iron grade and the desul- furization of a sulfuric acid residue were investigated in direct reduction and roasting processes.The mechanisms of action of Yunnan coal and the desulfurizer SH were analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy.It is shown that in the high-tempera- ture reducing atmosphere,volatile elemental sulfur and carbonyl sulfur,metallic iron and nonmagnetic troilite are produced from pyrite in the residue.Magnetite and hematite in the residue are reduced into iron.In the roasting process of the residue,Yunnan coal has obvious desulfurization effect:however it cannot meet the requirement.The addition of the desulfurizer SH can reduce sulfur further more.Its mechanism of action is that in the direct reduction and roasting processes,the desulfurizer and pyrite generate iron and calci- um sulfide without magnetic,which can be separated by a grinding and magnetic method,so the aim of desulfurization is reached. KEY WORDS sulfuric acid:solid wastes:direct reduction process:ore roasting:desulfurization 硫酸渣是硫铁矿制备硫酸过程中生产出来的烧 炼铁原料，其中的有色金属元素也得到充分的回 渣.据统计，全国目前有大小硫酸生产厂家数百个， 收-).在我国，由于硫酸渣中铁品位较低，硫含量 年产硫酸1800万t以上，排渣量超过1000万t0.硫 较高，分选所得的铁精矿中硫含量偏高，严重影响硫 酸渣的有效处理和利用，不仅可以消除环境污染，而 酸渣的利用B,因此硫酸渣的利用率比较低团 且可以为钢铁工业提供大量优质廉价的炼铁原料回. 国内针对硫酸渣提铁降硫进行了大量的研究.中南 硫酸渣在发达国家的利用率接近100%，主要 大学的朱德庆等网进行了硫酸渣复合球团还原焙 通过氯化焙烧处理，然后经分选得到的铁精粉作为 烧一磁选实验研究，得到了铁品位66%左右，硫含量 收稿日期：201109-15第 34 卷 第 8 期 2012 年 8 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 8 Aug． 2012 还原剂与脱硫剂对硫酸渣直接还原焙烧同步脱硫的 影响 孙 昊! 孙体昌 刘占华 余 文 曹允业 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 !通信作者，E-mail: sunhaokaixin@ sina． com 摘 要 研究了还原剂云南煤和脱硫剂 SH 对硫酸渣在直接还原焙烧过程中提铁降硫效果的影响． 采用 X 射线衍射与扫描 电镜方法分析了云南煤与脱硫剂 SH 的作用机理． 结果表明: 在高温还原气氛下，硫酸渣中的黄铁矿生成具有挥发性的气态单 质硫和气态羰基硫、金属铁和非磁性的陨硫铁; 硫酸渣中的赤铁矿和磁铁矿则被还原为金属铁; 云南煤对硫酸渣在焙烧过程 中的脱硫效果比较明显，但无法达到要求的指标; 添加脱硫剂 SH 可以进一步降低还原铁中的硫，其机理是脱硫剂与硫酸渣中 的黄铁矿在直接还原焙烧过程中反应生成金属铁和没有磁性的硫化钙，通过磨矿--磁选的方法将硫化钙与金属铁分离，从而 达到脱硫目标． 关键词 硫酸; 固体废弃物; 直接还原; 矿石焙烧; 脱硫 分类号 TF046. 2 Influence of the reducing agent and desulfurizer on desulfurization froma sulfu￾ric acid residue by using direct reduction and roasting SUN Hao! ，SUN Ti-chang，LIU Zhan-hua，YU Wen，CAO Run-ye Key Laboratory of the Ministry of Education for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China !Corresponding author，E-mail: sunhaokaixin@ sina． com ABSTRACT The effects of Yunnan coal as a reducing agent and the desulfurizer SH on the improvement in iron grade and the desul￾furization of a sulfuric acid residue were investigated in direct reduction and roasting processes． The mechanisms of action of Yunnan coal and the desulfurizer SH were analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy． It is shown that in the high-tempera￾ture reducing atmosphere，volatile elemental sulfur and carbonyl sulfur，metallic iron and nonmagnetic troilite are produced from pyrite in the residue． Magnetite and hematite in the residue are reduced into iron． In the roasting process of the residue，Yunnan coal has obvious desulfurization effect; however it cannot meet the requirement． The addition of the desulfurizer SH can reduce sulfur further more． Its mechanism of action is that in the direct reduction and roasting processes，the desulfurizer and pyrite generate iron and calci￾um sulfide without magnetic，which can be separated by a grinding and magnetic method，so the aim of desulfurization is reached． KEY WORDS sulfuric acid; solid wastes; direct reduction process; ore roasting; desulfurization 收稿日期: 2011--09--15 硫酸渣是硫铁矿制备硫酸过程中生产出来的烧 渣． 据统计，全国目前有大小硫酸生产厂家数百个， 年产硫酸1800 万 t 以上，排渣量超过1000 万 t ［1］． 硫 酸渣的有效处理和利用，不仅可以消除环境污染，而 且可以为钢铁工业提供大量优质廉价的炼铁原料［2］． 硫酸渣在发达国家的利用率接近 100% ，主要 通过氯化焙烧处理，然后经分选得到的铁精粉作为 炼铁原料，其中的有色金属元素也得到充分的回 收［3--4］． 在我国，由于硫酸渣中铁品位较低，硫含量 较高，分选所得的铁精矿中硫含量偏高，严重影响硫 酸渣的利用［5--6］，因此硫酸渣的利用率比较低［7］． 国内针对硫酸渣提铁降硫进行了大量的研究． 中南 大学的朱德庆等［8］进行了硫酸渣复合球团还原焙 烧--磁选实验研究，得到了铁品位 66% 左右，硫含量 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.08.003