硫铁矿矿山

2024-10-11

硫铁矿矿山（精选8篇）

硫铁矿矿山篇1

摘要：我国是硫铁矿资源生产和消耗大国,从20世纪50年代初90年代末期,对硫铁矿进行了大规模开采和就地土法炼磺,由于采矿和炼磺技术落后,导致矿区地质环境破坏极其严重,特别是对耕地、植被、水资源造成不可逆的损毁,严重影响当地居民生产、生活环境。受制于历史和现实等诸多原因,当前,我国矿山地质环境形势依然很严峻,治理难度越来越大,矿山地质环境问题将成为全面建设小康社会的约束瓶颈。为了有效地利用与开发硫铁矿资源,在现实可行的原则下,研究矿山环境治理工程,最大限度的解决历史遗留及现有运营和新建矿山的环境问题,大力改善矿区人民的生产、生活环境,促进人与资源、环境三者之间的协调发展,促进生态系统良性循环达到在发展经济的同时,兼顾保护生态、社会环境的可持续发展,矿山地质环境保护与恢复治理研究成为矿区开发、生产中的一项必不可少的任务。

关键词：矿山环境,地质灾害,恢复治理,硫铁矿

前言

四川省叙永县大树硫铁矿于1951年3月建成投产,至20世纪90年代末的50多年里,一直从事硫铁矿开采和土法炼磺,1997年底,以叙永县大树硫铁矿为首的土法炼磺被全部关闭,但由于历史原因,硫铁矿生产及冶炼对当地地地质环境造成的破坏未进行恢复治理,严重影响和制约当地经济的发展。本文依据四川省叙永县落卜片区硫铁矿环境问题的实际情况,对该矿进行相应的地质环境影响评价、分析,对矿区涉及的土地资源破坏问题、地形地貌景观破坏问题、地下含水层破坏问题及地质灾害问题,提出治理措施和预期效应分析,为下步矿区的地质环境恢复治理提供技术支撑。

1 矿区环境背景

四川省叙永县落卜镇硫铁矿位于叙永县位于四川盆地南缘,云贵高原北端,为川、滇、黔三省结合部,为四川省泸州市所辖,素有“鸡鸣三省”之称。矿区行政隶属叙永县落卜镇,地理坐标为:东经105°27′04″～105°29′53″,北纬28°03′16″～28°07′16″,距叙永县城约15km,叙(永)赤(水)公路横穿矿区,交通较为方便。

矿区及影响区面积共计19.551km2,包括河西社区、河东社区、大树村、大屯村、三台村、硐坪村和新华村等7个行政村(社区),其中河东片区、河西片区、尖刀山矿渣堆局部已进行治理,目前仍在使用的有兴发煤硫矿7#矿渣堆、8#矿渣堆、11#矿渣堆、虹锋采石场矿区等区域,已治理和仍使用区域的面积约4.483km2。

2 矿区地层及地质构造

出露地层由新到老依次为第四系人工填土、崩坡积土、残坡积土、三叠系下统飞仙关组二段(T1f2)、三叠系下统飞仙关第一段(T1f1)、二叠系上统长兴组(P2c)、二叠系上统龙潭组(P2l)及二叠系下统茅口组(P2m),矿区地层岩性分布如图1。

矿区所处大地构造单元属扬子准地台娄山弧形箱状褶皱带及滇东北新华夏系构造体系。工作区位于洛窝叶背斜西翼并跨落叶坝背斜西端南、北翼。区内地层走向,为北西-南东走向,岩层褶曲、断层不甚发育,岩体节理裂隙较发育,岩性较破碎,地质构造复杂程度为中等复杂。叙永县地震基本烈度为Ⅵ度,基本地震加速度为0.05g。

3 矿区地质生态环境问题及环境影响评价

四川省叙永县落卜片区地质生态环境问题具有分布广、类型复杂、突发性强、隐患多、影响大等特点,地质生态环境问题主要涉及如下四类:

3.1 土地资源破坏问题

矿区内土地资源的破坏主要为矿区土法炼磺造成土壤严重酸化和矿渣压占土地两方面的原因所造成。

由于土壤的酸化,除造成重金属的高度富集和超标外,同时造成土壤养分的大量流失,土壤肥力大大降低。

由于矿区大规模弃渣堆积压占了大量的土地,矿区影响范围内分布有较大规模的12处弃渣堆积体,共计压占土地近1000亩,加上矿山附属设施建设等压占的土地,全区被压占土地共计2312亩,且所压占土地以耕地和林地为主,矿渣堆对土地资源的破坏是非常严重的。

3.2 地形地貌景观破坏问题

区内地形地貌景观破坏问题主要表现在以下几个方面:①矿渣堆弃直接改变地貌形态,原有沟谷被淤满变成斜坡,原有平地变成山丘;②矿渣堆弃严重破坏斜坡生态环境,矿区呈现大范围的黄褐色或灰白色巨大污染体,地表水体均为褐黄色的“黄矸水”,堆积区内寸草不生,植被稀少,荒凉一片;③大量弃渣冲入大树河,造成河流淤塞,沿河两岸土壤均被采矿、炼磺形成的“黄矸水”浸染成褐黄色,严重破坏河流沿岸地貌景观;④矿渣堆改变斜坡结构,以往相对密实而稳定的残坡积层斜坡或基岩斜坡转变成结构较为松散的人工堆积边坡,成为矿区地质灾害频发的重要因素之一。

3.3 地下含水层破坏问题

地下含水层破坏主要为矿区严重缺水和形成被污染的黄矸水。①矿区内由于地下采矿形成连续采空区,进而导致采空区塌陷,将顶板影响范围内地下水疏排至地下,造成地下水水位下降,矿区内泉、井干涸,生活、生产用水、牲畜用水极其困难;②由于含水层受酸性地表水以及矿渣堆渗漏液等污染水体补给,含水层已被严重污染,其向河道排泄水均为褐黄色酸性黄矸水。

3.4 地质灾害问题

区内地质灾害主要为矿渣堆放引起的滑坡、不稳定斜坡和泥石流隐患等,此外,由于矿区地形陡峻,沿陡岩区、陡坡区也常有崩塌和滑坡等地质灾害发育。

矿区内共分布地质灾害隐患点9处,其中崩塌有4处,均属小至中型,危及35户105人;弃渣堆积体泥石流灾害3处,属小型、高频流石流,危及矿区村民14户83人以及叙赤路的交通安全;弃渣堆积体滑坡2处,属中型,危及84户383人及落卜镇中心校的安全。

4 矿区恢复治理措施

针对矿区土地资源破坏的问题,主要通过矿渣堆土地复垦和绿化以及土地整理等技术方法增加耕地和林地面积,更重要的是通过酸化土壤改良的技术方法结合提升土地利用价值的手段来达到增加土地产出,改善民生的目标。

区内地形地貌景观的破坏主要为大规模矿渣堆放所致,为解决这一问题,主要在地质灾害治理增加其稳定性的基础上,适当改变堆积体坡面形态,采用鱼鳞坑进行绿化和生态护坡,美化堆积体周边自然环境,达到改善地形地貌景观的目的。

矿区内地质灾害类型主要包括崩塌、滑坡以及因为采矿弃渣堆放引起的不稳定边坡、泥石流隐患等等。其中,采矿弃渣引发的边坡问题和矿渣泥石流隐患为其中主要部分,由于矿山地质生态环境较为脆弱,因而治理治理应尽可能减小治理施工对环境造成进一步破坏的可能,原则上不做大型治理,以小型治理治理辅以生态护坡等作为治理治理的主要思路和方向。

其中,针对崩塌(危岩)主要采用清危、锚固支撑、嵌补护坡、主动网或被动网等技术方法进行治理;针对自然滑坡主要采用抗滑支挡和截排水方案进行治理;针对弃渣堆放造成的边坡问题则主要采用“脚墙+人行步道+鱼鳞坑+藤蔓植物(金银花)植被护坡”的方案进行治理;而对矿渣泥石流则采用以固源为主的思路进行防治,而固源方案与堆积体边坡防护的技术方法基本相同,必要时可辅以适当的拦挡治理进行治理。

5 预期效益分析

(1)通过矿山地质生态环境治理,可有效改善矿区地质生态环境,将一个土壤严重酸化、矿渣堆比比皆是、生产生活用水非常困难、地质灾害危害严重的恶劣环境,转变成为一个适宜人居的良好环境,为矿区社会经济的健康发展打下一个良好的基础,促进“资源节约型、环境友好型”两型社会的建设,必然得到全社会的广泛支持和拥护。

(2)改善矿区饮水安全保障程度和交通出行条件,将提高矿区人民群众生产生活质量,矿区土壤修复和植被修复将新增大量耕地和林地,土地产出大大提高,加之发展特色农业产业试点示范,将进一步提升土地利用价值,促进矿区经济建设和提高群众经济收入水平,促进矿区经济转型升级,将得到矿区群众积极拥护和支持。

(3)通过严重酸化区土壤修复治理、土地整理等,将新增耕地面积达10951亩(折合7.301km2),占治理区总面积的48.45%。此外,通过荒山荒坡植树造林、有林地、其他林地等遭到酸雨破坏的林地生态修复、矿渣堆边坡种植金银花等经济林木的绿化等,将新增林地7740亩(折合5.160km2),占治理区总面积的34.24%。经大力发展特色农业,种植核桃等经济作物,以及边坡绿化种植的金银花等的产出,可大大提升矿区土地利用价值,增加产出,促进农户增收,促进地方经济的转型升级,带来巨大的经济效益。

6 结论与建议

矿山的恢复治理集中解决了影响叙永县罗卜片区因硫铁矿开采、洗选和土法炼磺造成的严重影响当地人民生产生活的矿山地质环境问题,通过矿山地质环境治理,将达到新增耕地、林地和建设用地面积不小于矿区总面积80%,新增耕地和林地面积不小于矿区总面积45%和要求,并治理矿区矿渣堆积体和地质灾害隐患点,改善地质生态环境,改善人民生产生活条件,促进矿区特色农业的发展,促进当地人民脱贫致富和产业转型升级。

矿山地质环境恢复治理工程是一项复杂而崭新的工作,要时刻关注国内外该领域研究的最新动向,推进矿山地质环境保护与恢复治理技术手段和方法的改进创新。

参考文献

[1]《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》(DZ/T223-2009).

[2]《土地开发整理规划编制规程》(TD/T1011-2000).

[3]《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000).

[4]《四川省中低产田改造技术规程》(2012年2月征求意见稿).

[5]《土地复垦技术标准》(2007年12月,试行).

[6]土壤环境质量标准(GB15618-1995).

[7]《四川省泸州市叙永县落卜片区硫铁矿2012年矿山环境治理示范工程实施方案(大纲)》.四川省叙永县人民政府,2012,1.

硫铁矿矿山篇2

云浮硫铁矿应收帐款的形成及管理

应收帐款是企业的重要财务资源,是激烈的商业竞争和扩大销售策略的附加结果,针对不同的应收帐款,制定灵活得当的`收款政策,是保护企业财务资源,避免坏帐损失,实现企业利润目标的一项重要工作.

作者：张楚灵郭汉奖作者单位：广东云浮硫铁矿,广东,云浮市,527343刊名：采矿技术英文刊名：MININE TECHNOLOGY年，卷(期)：2(3)分类号：F406关键词：应收帐款财务资源赊销商业信用市场经济

硫铁矿矿山篇3

硫铁矿是一种多孔性介质,矿石孔隙表面对矿层气具有较强的吸附能力,并且矿层气在矿层中以吸附状态为主,气体在矿层中的储集量依赖于孔隙体积及矿石孔比表面积的大小。搞清比表面积和孔径特征对了解硫铁矿的吸附能力是非常重要的。

2 试验方法及原理

使用仪器:荷兰安米德有限公司生产的BELSORP-miniⅡ高精度比表面积和孔径测定仪。

分析气:氮气。

分析温度:液氮温度77K。

将样品真空脱气后放在样品管中与仪器分析系统相连,处理机对分析系统的压力和温度按预定的程序进行监控、处理计算,获得在某一压力下样品的吸附量。

用BET理论模型计算出多分子层吸附量,从而计算出样品的比表面积[1]。

undefined

式中:v——总吸附量;

vm—— 单分子层吸附量;

i—— 气体分子层;

Si—— 第i层气体分子覆盖的面积;

P0—— 饱和气体压力;

P—— 压力;

C—— 常数。

undefined

式中:As——比表面积,m2/g;

vm—— 单位吸附剂质量上的单分子层吸附质质量;

N—— Avogadro常数,6.022×1023;

am—— 分子占有面积,nm2;

M—— 吸附质的相对分子质量。

用BJH法计算孔径分布。BELSORP-miniⅡ高精度比表面积和孔径测定仪可测0.35-200nm的孔径。

3 实验结果

3.1 硫铁矿吸附量

试验矿样选自安徽铜陵新桥铁矿(07052201、07052202、07052301、07052302)、安徽铜陵冬瓜山矿(07062201、07062202、07062203)、山西交城铁矿(08011801、08011802)。

在气体饱和蒸汽压力范围内,硫铁矿对N2的吸附量随着压力增加而增大,在接近饱和蒸汽压力时(0.0997-0.1006MPa),矿样的吸附量急剧增大。

由图1可以看出,07062201矿样的吸附量最大,07052302矿样的吸附量最小,其他样品的吸附量介于中间。

3.2 硫铁矿孔隙体积

用BJH法获得矿样在不同孔径下的孔隙体积。

由图2可知,安徽铜陵新桥铁矿、安徽铜陵冬瓜山矿、山西交城铁矿的矿样总孔隙体积为1.0859×10-3～13.734×10-3cm3/g,07062201矿样的总孔体积最大,07052302矿样的最小。孔径越大,矿样的总孔体积越小。

3.3 硫铁矿比表面积

用BET法获得的总比表面积为0.19522～8.969m2/g,其中07062201矿样的总比表面积最大,07052302矿样的总比表面积最小。

4 孔直径、孔体积和孔比表面积间的关系

图3表示,孔隙平均直径越大,总比表面积越小;孔隙平均直径越小,总比表面积越大。07052302矿样的孔隙平均直径最大22.46nm,但总比表面积最小0.19522m2/g;07062201矿样的孔隙平均直径最小1.21nm,而总比表面积最大,为8.969m2/g。

5 孔隙对硫铁矿吸附能力的影响

在液氮温度下,硫铁矿对N2的吸附量与总孔隙体积呈正相关关系。由图4可知,矿样07062201体积最大为0.013734cm3/g,N2的吸附量为10.955cm3/g;07052302孔体积最小为0.0010859cm3/g,N2的吸附量为0.7841cm3/g。试验证明,硫铁矿对N2的吸附能力与其孔隙密切相关,孔体积和比表面积越大,硫铁矿的吸附能力越强。

6 结论

研究表明,安徽铜陵新桥铁矿、安徽铜陵冬瓜山矿、山西交城铁矿的矿样总孔隙体积为1.0859×10-3～13.734×10-3cm3/g;总比表面积为0.19522～8.969m2/g,比表面积的大小取决于孔体积。矿样对N2的吸附能力与总孔体积、总比表面积呈正相关性。

摘要：本文在液氮温度下,测试了硫铁矿矿样在气体饱和蒸气压力范围内对N2的吸附过程及吸附量,用BET和BJH理论模型计算出硫铁矿矿样的孔体积和孔表面积。根据试验结果,探讨了硫铁矿的孔体积与孔比表面积的关系,及其对硫铁矿吸附能力的影响,即硫铁矿对N2的吸附能力与总孔体积、总孔比表面积呈正相关性。

关键词：硫铁矿,孔隙,比表面积,孔体积,吸附能力

参考文献

[1]钟玲文,张慧,员争荣,雷崇利.煤的比表面积孔体积及其对煤吸附能力的影响.煤炭科学研究总院西安分院,2002,30(3):26~29

[2]魏智强,巩纪君,乔宏霞等.银纳米粉的比表面积研究.材料导报,2004,18(11):99~101

[3]邵建国,徐达圣,贾松岭等.流动重量法用于固体比表面积和孔径分布的测定.化学通报,1994,12:45~47

[4]陈雅贞,叶炳火,江莉龙.矿制载体及其催化剂的比表面积和孔径分布.福州大学学报(自然科学版),1999,27(1):89~92

硫铁矿制酸的发展趋势篇4

1 我国硫铁矿制酸的发展现状

随着我国农业政策的加强, 农业种地使用的磷复肥的需求也越来越高。硫酸是生产磷复肥的主要原料之一, 需求也在增加。最近几年来, 我国的硫酸工业的发展速度惊人, 但是受到硫磺制酸的影响, 我国铁矿制酸的发展受到了抑制, 其总产量也一度呈现下降的趋势。虽然说硫磺是制酸的最佳原料。但是我国的硫磺供应主要是依靠进口所得, 如果利用适当, 也能促进我国硫酸工业的发展, 满足我国各方面使用硫酸的需求。但是, 硫磺价格受到国际供需关系影响, 如果过分的依靠进口的硫磺来制酸, 势必会影响我国硫酸工业的稳定。随着硫磺价格的上涨, 我国一些硫磺制酸的装置逐渐回返为硫铁矿制酸。

我国的硫铁矿资源比较丰富, 根据硫资源的储存和开采状况, 硫铁矿也是我国生产硫酸的主要原料。我国是农业大国, 也是硫酸生产大国, 产量占据世界的百分之十六点七。随着国民经济的不断增长和农业对磷复肥需求的增长, 硫酸生产量还会一直增长。就目前情况来看, 硫铁矿价格有略微下降的趋势, 这样硫铁矿制酸的成本也会相应的降低, 逐渐缩小了与硫磺制酸在经济效益上的差距。尤其是硫铁矿产地周围, 硫铁矿制酸的竞争力强大。

硫铁矿是我国的自有资源, 需要合理使用。要加快硫铁矿制酸的发展步伐, 在数量上和质量上都要向更具有竞争力的方向发展。在2011年12月份, 我国硫酸的产量为693万吨, 比之前增长了百分之十一点二;2011年整年的硫酸产量为7416.6万吨, 同比增长了百分之十二点二。在硫酸行业的“十二五”规划中提到, 要不断加快企业和原料结构的调整, 积极转变经济增长方式, 综合利用各项资源, 对于硫资源采取多样化的供应策略, 不断加大技术改革力度, 争取在2015年, 硫酸产量达到九千万吨左右。

2 我国硫铁矿制酸的发展趋势

2.1 大型化

我国的硫铁制酸经过几十年的发展, 规模已经相当可观。装置规模逐渐由小型转化为大中型化。而且大型设备基本已经是国产化, 这就为我国硫铁矿质酸的大型化发展提供了一定的技术保证。大型化是提高硫铁矿制酸技术装备的前提, 只有制酸规模达到了一定的水平, 才能使单位面积产量的投资额度有所降低, 从而不断的提高生产效率, 有效的控制污染物和废热利用效率。硫铁矿制酸的大型化趋势, 会逐渐淘汰一部分技术落后的小型装置, 这部分小型装置的污染比较严重, 保留下来的装置能更加有效的提高我国的硫铁矿制酸技术水平, 不断提升制酸装置能有效的降低生产成本。而目前硫磺的价格相对较高, 是发展硫铁矿制酸的一个良好时机, 一些小型硫铁矿制酸企业需要抓住机遇进行设备改造, 加速大型化发展进程。

2.2 清洁化

清洁化生产主要是在综合治理污染策略应用到生产过程中, 减少对人类生活环境的破坏。就硫铁矿制酸起来说, 要充分利用原材料, 减少废气的排放和尾气酸雾的排放, 对废渣进行综合改造。解决矿渣问题具有提高经济效益和环保的双重功效。可以根据渣含量的不同, 选择水选或者磁选两种方式, 得到的富铁矿渣, 可以作为炼铁的原料之一。硫铁矿制酸的污水处理量也比较大, 造成了水资源的浪费。而稀酸洗净化就能不断降低水耗, 提高资源利用率, 在硫铁矿制酸中, 使用稀酸洗净化的趋势已经越来越明显。我国有一套完善的稀酸洗净化技术, 根据相关原料的含量, 选择净化流程, 实现系统高效运作。而净化过程中也会产生一些污水, 根据其中氟含量和砷含量的不同, 采取的处理方式也不相同。减少水污染、降低耗能是企业义不容辞的责任, 关系硫铁矿制酸企业的发展。经过半个多世纪的探索, 我国已经拥有成熟的硫铁矿制酸技术, 能够实现二氧化硫的达标排放, 硫铁矿制酸企业不断提高情节意识, 综合利用各项资源, 提高企业的社会效益和经济效益。但是目前硫铁矿制酸的废热可利用率不高, 主要是不能有效利用废热在净化工序转化为潜热。美国孟山公司开发了HRS回收硫酸系统低温废热, 利用效率很高, 虽然这个系统投资相对较大, 但是还是有一些企业采用。事实上, 可以根据各个企业的实际状况, 回收废热进行生活采暖、增加蒸汽产量等, 都是能源利用的方式。

2.3 延伸产品多样化

硫铁矿制酸企业要实现可持续发展的一个重要前提就是不断拓展以硫酸为中心的链式产品结构, 根据企业特点延伸产品多样化, 是企业科学发展的重点部分。硫酸延伸产品相对多, 基本包含了有机化工和无机化工的半边天, 比如硫酸系列产品、硫酸盐系列产品、亚硫酸亚系列产品、硫酸衍生酸类等。这些硫酸衍生产品保罗万象, 为硫铁矿制酸企业的优化发展提供了广阔的发展空间, 企业可以根据自身特点进行选择。以企业现在拥有的产品为基础, 除了考虑自用酸消耗量, 还要综合考虑资源利用效率, 来拓展延伸产品的价值。尽可能选择一些附加值比较高的产品, 这些产品消耗的硫酸较大。这样逐步形成主线支线清晰的企业产品链。发展循环经济, 通过资源-产品-再生资源的循环再利用, 实现企业经济效益最大化。

综上所述, 面对国际国内硫酸市场的风云变幻, 对我国硫铁矿制酸的发展既是机遇又是挑战。我们要紧紧抓住机遇, 研发技术, 改革制酸工艺和设备, 降低制酸成本, 规避市场风险。采用先进的技术实现清洁化、大型化生产, 综合利用废热, 废渣等, 从而提高硫铁矿制酸企业的市场竞争力。

参考文献

[1]温诚锋, 梁日忠.赵艳龙.我国硫资源“储备-来源-加工-消费”过程的工业代谢研究[J].化工矿物与加工.2006 (12) [1]温诚锋, 梁日忠.赵艳龙.我国硫资源“储备-来源-加工-消费”过程的工业代谢研究[J].化工矿物与加工.2006 (12)

[2]张龙银.抓住机遇, 科学发展--从当前硫铁矿与硫磺制酸的成本比较看我国硫铁矿制酸的发展机遇[J].硫酸工业2010 (1) [2]张龙银.抓住机遇, 科学发展--从当前硫铁矿与硫磺制酸的成本比较看我国硫铁矿制酸的发展机遇[J].硫酸工业2010 (1)

硫铁矿矿山篇5

1 宜宾硫铁矿尾矿主要成分

硫铁矿矿石组分较简单，金属矿物主要是黄铁矿，有少量白铁矿、金红石和锐钛矿;非金属矿物主要是高岭石，另有少量珍珠陶土、石英、重晶石等。硫铁矿占20%～40%，高岭土占55%～75%，其他矿物占5%左右，其中以锐钛矿、金红石为主，占3%左右。

硫铁矿尾矿实质是与硫铁矿共生的高岭石粘土岩。尾矿中一部分是较细的粘土，属半软质粘土，主要矿物成分为高岭石，黄铁矿含量很少;另一部分较粗的粘土形成的尾砂，呈灰白色颗粒状，粒度一般在1～5 mm，很难水化，属硬质粘土，其间嵌有未裂开的小颗粒黄铁矿[1]。粘土矿物中主要为结晶度很高的片状高岭石，其次为迪开石及少量多水高岭石，单一含铝矿物及石英等非粘土类硅酸盐矿物的含量低。高岭石粘土中，钛以细分散的锐钛矿颗粒存在，其中一些锐钛矿颗粒具絮凝现象;铁以次生铁形式存在，为极细的赤铁矿颗粒集合体。宜宾硫铁矿尾矿矿物成分[2]与化学成分[3]见表1、表2。

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长期以来，硫铁矿矿山在生产过程中大量排放和堆存的尾矿(含黄铁矿高岭石粘土)，不仅造成了资源的严重浪费，而且对当地生态环境造成了严重的影响。因此，如何搞好硫铁矿尾矿的综合开发利用，是关系到地区社会、经济可持续发展的重大课题[4,5]。

2 宜宾硫铁矿尾矿的综合开发利用途径

2.1 制备煅烧高岭土

宜宾硫铁矿尾矿高岭土内所含的有机质固定碳使矿石呈灰色至黑色，这是制约它应用的主要因素之一;而含量较高的铁与钛则是制约高岭土应用的另一个因素。因此,即使对高岭土的铁、钛进行脱除处理,仍存在碳质污染问题，其白度不能适应陶瓷、彩色微晶玻璃、造纸、橡胶等常规用途质量要求。因而，煅烧脱碳就成为开发高岭土的重要手段，即制备煅烧高岭土[6]。

用于煅烧的高岭土可以是脱除铁、钛后的提纯高岭土，也可是经过粉碎后的尾矿渣。作为含黄铁矿高岭土，如果所含的黄铁矿在分选中未除去，则在高岭土的氧化煅烧过程中会转化为Fe2O3，同时有氧化产物SO2释放，这将降低其白度，提高黄色色度，不利于高岭土的直接应用。因此，对于直接煅烧的尾矿渣和含黄铁矿的高岭土，在煅烧后往往还要进行后续处理。

在不同的煅烧温度下制备的煅烧高岭土具有不同的用途。在650～700℃煅烧，可用于合成分子筛、铝盐的制备以及作为塑料、橡胶等功能性填料;在800～850℃煅烧，可制备合成分子筛与铝盐;在1000℃煅烧，可广泛用作低定量涂布纸及高档纸板的涂料。制备的煅烧高岭土经过精选提纯，还可用于造纸行业。

2.2 制备聚合氯化铝、铁铝混合净水剂

硫铁矿尾矿高岭土煅烧后,先用盐酸溶出原高岭石结构内的Al2O3和Fe2O3，再从溶液中回收铝盐和铁盐。回收的铝盐和铁盐可制得聚合氯化铝或铁铝混合净水剂，滤饼则可作为制造微晶玻璃和陶瓷的原料，具有显著的经济、环境和社会效益[7]。

聚合氯化铝的制备工艺流程如图1所示。

煅烧高岭土的主要目的是将高岭石转化为偏高岭石，使其反应活性增强。盐酸在常压接近沸腾条件下能溶出大部分A l2O3和Fe2O3;碳质可在煅烧过程中完全去除，同时在煅烧过程中不会因局部过热而形成不溶性的莫来石。最佳的煅烧工艺是煅烧温度控制在500～950℃，煅烧时间控制在2 h左右[8]。

在酸洗反应过程中，因原高岭石内的晶格铝被抽提进入溶液，惰性的硅质组分以无定形SiO2微片形式保留下来悬浮在溶液中;经固液分离后，将硅质滤饼烘干、粉碎,得得固体产品;滤液经蒸发浓缩,得到结晶AlCl3·6H2O产物，再经热解，得到碱式氯化铝，经进一步水解、聚合后，可制得聚合氯化铝。

为使煅烧高岭土中的铁、铝大部分能溶出，可投加过量的盐酸;但盐酸用量过大，经济性较差，同时还会增大后续浓缩过程中的蒸发负荷。因此，不采取一段溶浸法，而采用二段溶浸法，这样可较为充分地消耗剩余盐酸，并提高溶液中的铁、铝浓度。但这种工艺需严格控制酸的用量和酸的初始浓度，若第二阶段得到的滤液酸浓度过低(pH值大于2)，将导致Fe3+水解，而影响净水剂的使用。

盐酸酸洗煅烧高岭土工艺流程如图2所示。

2.3 生产特种水泥

宜宾硫铁矿尾矿高岭土可不需进行煅烧氧化脱碳而直接进行利用生产一系列硫铝酸盐水泥，其生产工艺流程如图3所示。

以尾矿高岭土、石灰石、石膏、矾土、铁粉为原料按配方进行配料，可制得硅、铁、铝含量不同的硫铝酸盐水泥。在煅烧过程中，最佳温度控制在1200～1 400℃，制得的水泥具有早强、膨胀、抗硫酸盐侵蚀等优良性能，通过调节石膏掺量，可制成早强水泥、快硬高强水泥、无收缩水泥、膨胀水泥、自应力水泥等。

2.4 生产彩色矿渣微晶玻璃

微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是一种高性能、高附加值、低成本的高档建筑材料，是由晶相和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的混合体。在某种组成的玻璃中加入一定量的晶核剂，熔炼成形后进行晶化处理，在玻璃相内均匀地析出大量的微小晶体。矿渣微晶玻璃以炉渣和工业废渣为主要原料，掺加少量其他原料(促进玻璃熔制和晶化)而制得。废渣来源广泛、工艺简单、价格低廉，而制品具有较高的耐化学腐蚀性、耐热性、耐磨性与良好的绝缘性，可部分代替铸铁、钢(包括不锈钢)、大理石、花岗岩，制成各种部件，广泛用于化工、机械和建筑装饰等方面。利用废弃的尾矿高岭土制备高附加值的微晶玻璃，既可提高经济效益，又能解决由尾矿带来的环境污染问题，对促进经济社会可持续发展具有重要的意义。

以宜宾硫铁矿尾矿高岭土为主要原料生产微晶玻璃，需加入石英砂调节SiO2含量，同时引入少量外加剂调节制品性能。尾矿高岭土中的TiO2、Fe2O3等可起晶化剂的作用，碳质作为还原剂;若要生产彩色微晶玻璃，则需加入脱色剂和着色剂。将原料在1 400～1 500℃下，于还原气氛中熔融、澄清、均化后，用压延法、滚筒法或铸造法成形;成形后玻璃在650～750℃下加热，使其形成晶核，在800～950℃下晶化。

李智[9,10]采用锻烧—二次酸浸方法，把尾矿中的铁和部分铝以净水剂的形式溶出，将尾矿转化为成分简单、性能稳定的高硅低铁料，再通过加入少量的ZrO2、P2O5和CaF2，与尾矿中的TiO2组成复合晶核剂，成功的制备出了以透辉石为土晶相的彩色微晶玻璃。

宜宾硫铁矿尾矿高岭土可直接生产深色微晶玻璃,不用再次进行选矿处理去除铁、钛，也不需进行煅烧脱碳工序;生产过程中，重金属的硫化物和二氧化钛作为晶核剂，碳质作为还原剂。如要生产浅色微晶玻璃，可在原料中添加ZnO及脱色剂，若原料中铁含量过高，不能制得浅色微晶玻璃。因而，前面所述的高岭土煅烧产物和提取净水剂后的滤渣比较适合用作生产浅色微晶玻璃的原料。制得浅色微晶玻璃以后，再根据需要添加各种着色剂，可生产出各种彩色玻璃制品，其主晶相为硅灰石、钙长石或透辉石。

矿渣微晶玻璃抗压强度高，抗弯强度同铸铁相近，耐磨性比铸石、花岗岩、陶瓷都高，可广泛用作结构材料与耐磨材料，如地板、输送固态和液态物料的管道、导槽、料斗、水力旋流器等。此外彩色微晶玻璃还是高档的建筑装饰饰面材料。

2.5 生产耐火材料

硫铁矿尾矿可用于耐火材料工业，根据其Al2O3含量不同，可用作Ⅱ、Ⅲ级硬质粘土、半软质粘土或软质粘土。尾矿经酸洗、二次粗选、一次精选、二次扫选选矿工艺后，可用于生产硅酸铝质耐火材料和耐火材料粘合剂，应用范围广泛，特别适用于耐火粘土制品的制备。

2.6 作耐火粘土

目前的选矿工艺对硫铁矿的回收率仅在70%左右，而浮选工艺硫铁矿的回收率达96%，尾矿中主要矿物为高岭石(>95%)。尾矿化学成分为：w(Al2O3)33.07%～35.37%，w(Fe2O3)2.27%～3.38%，烧失量为13.66%～16.70%，可塑性指标为8～9，耐火度为1 670～1 730℃，达到了冶金用半软质耐火粘土要求。可见，将尾砂通过磨细再浮选，可回收大量的硫精砂，同时浮选后的尾矿可作为耐火粘土原料[11]。因此当地硫精砂企业应对目前的选矿工艺加以改进，采用跳汰浮选联选工艺[12]，这样既可以提高硫铁矿回收率，又能对尾矿进行综合利用，从而起到开发资源、保护环境的目的。

2.7 烧制墙体砌块砖

由于目前宜宾硫铁矿生产厂绝大部分采用跳汰选矿工艺，尾矿S含量一般在5%～8%(粗砂含硫高，细砂含硫低)，若这部分硫不分选出来，一方面将造成资源浪费，另一方面也限制了尾矿的利用，同时在尾矿的利用过程中还会对环境造成极大的污染。为此，可将硫铁矿尾矿磨细至0.1 m左右后，加入少量页岩或红色粘土，以增加其结合性，再加入少量石灰以降低其烧结温度，用半干法压制成型，干燥后在1 100℃烧制成砖，其强度可达到标准建筑红砖要求。

硫铁矿尾矿生产建筑用砖，投资少、见效快、用砂量大，既可解决当地尾矿大量堆积所造成的环境污染，又可节约耕地，是一种见效快的利用方向。但必须改用浮选的选矿方法，否则磨细成本太高，经济上不合理。而采用浮选法可在提高硫精砂回收率的同时对其尾砂资源进行综合利用。

3 结语

硫铁矿尾矿里含有大量的有用矿物，是宝贵的二次资源。对宜宾硫铁矿尾矿加以综合利用、变废为宝，既可解决当地尾矿堆积占用耕地和污染环境问题，又可以获取较好的社会效益和经济效益，从而有利于实现资源开发与环境保护的协调发展。

摘要：硫铁矿矿山每天都在大量排放尾矿,这不仅造成资源的浪费,而且对环境造成了严重污染。结合国内硫铁矿尾矿综合利用的一些实践经验,阐述了当前四川省宜宾市硫铁矿尾矿面临的现状和一些综合开发利用途径。

关键词：硫铁矿尾矿,现状,综合开发利用

参考文献

[1]高德政,周开灿,冯启明,等.川南硫铁矿尾矿特征及综合利用研究[J].矿产保护与利用,2000,(3):39-41.

[2]张渊,洪秉信.川南硫铁矿尾矿的工艺性质与综合利用[J].矿产综合利用,2006,(5):21-24.

[3]冯启明,王维清.川南高铁钛硫铁尾矿全组分综合利用研究[J].中国矿业,2004,13(6):74-76.

[4]周开灿,胡治宪,冯启明,等.川南硫铁矿尾矿的精选提纯[J].矿产综合利用,1999,(2):38-42.

[5]周开灿,高德政,冯启明,等.硫精矿生产对环境的污染及治理[J].中国矿业,1999,(5):35-41.

[6]叶巧明,刘建,张其春.川南煤系硫铁矿尾矿高岭土综合利用研究[J].矿产综合利用,2002,(1):41-45.

[7]刘建,叶巧明,张其春.利用硫铁尾矿高岭土制备铁铝混合净水剂的研究[J].矿业安全与环保,2001,28(6):11-15.

[8]张其春,叶巧明.煅烧高岭土粒料的结构与酸溶反应速率的关系研究[J].矿产综合利用,1999,(3):22-24.

[9]李智.利用川南硫铁尾矿高岭土制备彩色矿渣微晶玻璃的研究[D].成都:成都理工大学,2004.

[10]李智,张其春,叶巧明.利用硫铁矿尾矿制备微晶玻璃[J].矿产综合利用,2007,(1):42-45.

[11]高德政,周开灿,冯启明,等.叙永硫铁矿尾矿(高岭石粘土)的成分特征与利用研究[J].矿物岩石,2001,21(2):5-9.

硫铁矿焙烧及反应过程的初步研究篇6

1 原料与设备

试验的主要原料为选矿得到的硫铁矿精矿,工艺矿物学研究表明,硫铁矿精矿的矿物组成为黄铁矿占93.5%、高岭土占5.0%,另有少量和微量的褐铁矿、锐钛矿、白铁矿、绿泥石、水铝石、炭质等。高岭土以单体为主,占硫精矿中高岭土量的70%左右,和黄铁矿成连生体者较少占30%左右。其化学成分和粒度分布分别见表1、表2。

从表1可看出,硫铁矿精矿中含硫为50.61%,杂质主要为二氧化硅和氧化铝,且含量较低,属于高纯硫精矿。

从表2可看出, +0.147mm 2.5%,-0.096mm90%,硫精矿的粒度较细。

试验的设备为试验用小型沸腾炉。

2 试验方法

以含硫50%的硫铁矿精矿为原料,在设计制造的试验用小型沸腾炉中进行沸腾焙烧试验。先将小型沸腾炉预热到800℃,空气预热器加热到200℃,保温。启动风机,产生的高压风经预热后,由风帽进入沸腾炉管内,将烘干的物料倒入到加料装置中,开启加料阀控制物料均匀地加入到沸腾炉管内进行燃烧,产生的烟气由烟气管道进入烟气处理装置处理后排放。加料完成后,继续吹入高压风10min,以保证沸腾炉管内的氧化气氛,然后关闭加热电源。等沸腾炉管内温度降到100℃以下时,启动升降装置,放下活动底板,倾斜活动底板取出焙烧得到的烧渣。

制取的硫铁矿烧渣进行化学多项、粒度、矿物组成和微观组织等分析。

3 结果与讨论

3.1 烧渣的成分与组成

硫铁矿沸腾焙烧后得到的烧渣化学多项分析结果见表3。

从表3可看出,烧渣中全铁含量为64.45%,FeO质量百分含量为4.28 %,推算出Fe2O3的质量百分含量为87.44%,其中FeO主要以Fe3O4的形式存在。烧渣中铁氧化物的质量百分含量为91.72%,主要杂质为SiO2和Al2O3,铁氧化物、SiO2和Al2O3三者总和为98.61%,硫含量较低,为0.17%,烧渣质量达到了高品位铁精矿的要求。

烧渣的主要矿物组成为赤铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿,含量93%左右;其次为偏高岭石,其含量为5.5%左右,另有少量和微量的石英。

烧渣的粒度分析结果见表4。

从表4看出,+0.074mm的颗粒占69.9%,+0.043mm的颗粒占84.4%,-0.043mm的颗粒仅占15.4%。与表2对比,焙烧后,颗粒的直径变大。

3.2 反应过程初探

硫铁矿烧渣属于人造矿物,在焙烧时很容易形成球形颗粒,由于有大量气体逸出,矿物颗粒变得疏松多孔,呈蜂窝状,显微镜下的微观结构见图1。

在图1中,黑色部分为空洞,空洞外沿的一圈瓷白色物质为Fe2O3。在图1的左侧,有个不规则的空洞的硫铁矿烧渣颗粒,其壁厚薄不均,壁上还有孔洞,由其形貌可以推测在焙烧过程中发生的一系列物理化学变化。首先是FeS2分解形成FeS和单体硫,其反应为:2FeS2=2FeS+S2。

当温度在单质硫熔点(120℃)与沸点(444.6℃)之间时,分解形成的硫呈液态,而FeS以固体形式存在,由于液态硫的表面张力,硫铁矿颗粒变成球形,FeS固体微粒则弥散分布在液态硫中。在球表面,硫发生蒸发和氧化反应,裸露出来的FeS也被氧化成Fe2O3,反应为:4FeS+7O2=2Fe2O3 +4SO2↑

由于硫的蒸发和氧化,球体积收缩变小,表面形成的Fe2O3相互靠拢而结成一个带有裂纹的壳。氧则通过裂纹向小球内部扩散,与FeS反应生成SO2,SO2向外逃逸时带动Fe2O3向外迁移。同时与液态硫反应生成的SO2向外逃逸时也会推动Fe2O3向外迁移。另外,反应过程中还会发生如下的反应:

FeS+ 10Fe2O3=7 Fe3O4 +SO2↑

由于外部的氧势较高,对FeS的亲和力较强,也会造成FeS向外迁移。上述各反应产生的推动力,促进了空洞的形成。

在图1中,呈椭圆形实心颗粒的边缘和内部条纹均为Fe2O3,内部略显暗白色的是Fe3O4。当反应温度较高时,焙烧反应剧烈进行,部分硫铁矿来不及分解,直接发生燃烧反应:4FeS2+11O2=2Fe2O3 +8SO2↑。生成的Fe2O3以极快的速度向颗粒内部生长,成为树枝状结晶体(柱状晶),树枝状Fe2O3结晶体相互缠结,阻碍空洞的形成,使颗粒成为实心体。由于反应过程生成了新的物相Fe2O3,在内应力的作用下,颗粒上会产生很多的细微裂纹,颗粒的体积也会发生变化。Fe2O3柱状晶会与剩余的FeS2继续发生反应:FeS2+ 16Fe2O3=11Fe3O4 +2SO2↑。反应产生的SO2通过颗粒上的细微裂纹排出,这时部分先生成的Fe2O3成为反应的中间体,担负着传递氧的角色。最终形成以Fe3O4为基体,Fe2O3为包壳,Fe2O3柱状晶钉扎在Fe3O4为基体上的硫铁矿烧渣。

在图1中左角处,有类似个乒乓球的硫铁矿烧渣颗粒,其外壁厚度均匀,在焙烧过程中,由于温度较高,硫铁矿以极快的速度分解,使硫激剧气化而发生爆炸,先形成一个以FeS为壳的小球,然后再发生反应而形成一个以Fe2O3为壳的小球。

4 结论

1.烧渣中全铁含量为64.45%,硫含量较低,为0.17%,大部分铁以Fe2O3形式存在,质量百分含量为87.44%,烧渣质量达到了高品位铁精矿的要求。

2.硫铁矿焙烧后,颗粒直径变大,烧渣的矿物组成主要为赤铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿,含量为93%左右;其次为偏高岭石,其含量为5.5%左右;另有少量和微量的石英。

3.硫铁矿在焙烧过程中首先发生FeS2的分解,在颗粒的表面上生成氧化产物或中间产物,同时发生体积膨胀,粒径增大,产生许多细微的裂纹,在氧气的亲和力和SO2向外逃逸产生的牵引力的作用下,使硫铁矿烧渣产生空洞。

4.当反应温度较高,反应急剧进行时,硫铁矿颗粒会发生爆炸反应,最终形成一个以Fe2O3为壳的小球形烧渣;或者一部分FeS2直接氧化生成Fe2O3,Fe2O3与剩余的FeS2发生反应生成Fe3O4,形成一个以Fe3O4为基体,Fe2O3为包壳,Fe2O3柱状晶钉扎在Fe3O4基体上的实心硫铁矿烧渣。

摘要：在800℃下对含硫量50%的硫铁矿进行了沸腾焙烧,产出的硫铁矿烧渣硫含量低于0.30%,全铁含量大于64%。硫铁矿烧渣的主要矿物组成为赤铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿。硫铁矿在焙烧过程中首先发生分解,在颗粒的表面上生成氧化产物或中间产物,体积膨胀,粒径增大,产生许多细微的裂纹,在氧气的亲和力和SO2向外逃逸产生的牵引力的作用下,使硫铁矿烧渣产生空洞。当反应温度升高,反应急剧进行,硫铁矿颗粒会发生爆炸反应,最终形成以Fe2O3为壳的小球形烧渣;或者形成以Fe3O4为基体,Fe2O3为包壳,Fe2O3柱状晶钉扎在Fe3O4基体上的实心硫铁矿烧渣。

关键词：硫铁矿,焙烧,反应过程,微观结构

参考文献

[1]徐建林,史光大,李元坤.试验用小型沸腾炉的设计与实践[J].甘肃冶金.2011,33(2):30-33.

[2]徐建林,李元坤.一种试验用小型沸腾炉[P].中国:ZL201020157305.0.2010-04-13.

硫铁矿经济性分析模型建立的探讨篇7

由于各企业制酸的加工成本计算口径不一,在此,从硫铁矿制酸的产值讨论不同品质硫铁矿的经济性,主要是能够为企业测算硫铁矿经济效益时提供一种参考的方法。

1 前期研究及验证

1. 1 前期研究

首先对某企业曾经用过的硫铁矿进行了大批量的单杯焙烧试验和分析,得到相应的烧出率和烧渣的铁含量,采用线性分析方法建立了烧渣铁含量与硫铁矿的硫含量、铁含量关系式,并在生产装置验证了该模型的可靠性。

第一步研究: 进行硫铁矿的单杯焙烧试验,由此可获得烧渣的质量、硫含量和铁含量,即可得硫铁矿的产出情况;

第二步研究: 因硫铁矿的反应热难以直接测量,因此,参考文献[1-2]计算出各次试验矿物的反应热;

第三步研究: 采用某企业工业装置的运行工艺参数,以此计算出不同品质的硫铁矿发电量,并与历年的生产数据核对,确定计算的可靠性;

最后,以某地某时期的硫酸、烧渣价格,再根据折算一定的加工成本,来确定硫铁矿的经济性价格,由此可指导性评价何种品质硫铁矿的性价比更优。

1. 2 初步验证及结果

根据各批次不同品质硫铁矿的焙烧结果,使用参考文献[3]提供的方法,进行线性回归分析,依据不同品质的硫铁矿,建立了烧渣的铁含量与硫铁矿品质的线性回归方程。

硫含量大于44%的硫铁矿,烧渣的铁含量与硫铁矿的硫、铁含量关系可表示为:

硫含量不大于44%且大于33%的硫铁矿,烧渣的铁含量与硫铁矿的硫、铁含量关系可表示为:

硫含量不大于33%的硫铁矿,烧渣的铁含量与硫铁矿的硫、铁含量关系可表示为:

试验焙烧不同品质的硫铁矿,对比烧渣铁含量的化验值与回归模型预测值,试验结果见表1。

对表1 中烧渣的计算值与化验值进行逐对比较[4],分析回归方程的适用性。烧渣铁含量差值( 计算值-化验值) 的平均值为-0. 29%,标准偏差为0. 75%,| t| = 0. 10<t0. 025( 14) = 2. 1448。该检验结果表明: | t | 的不落在拒绝域内,可认为回归模型预测值与实测值无显著性差异。因此,回归方程可以指导分析应用。

2 建立经济性分析模型

以前期研究及验证得出的结论为依据,并结合实际情况对参数进行了确切的修订。以此为基准,设定硫铁矿性价比评价模型的框架,运用EXCEL表建立经济性分析模型,主要从产出收入和原料成本的差值为评价标准( 因各企业的固定费用的口径不同) 。

经济性分析模型主要内容是: 以硫酸、烧渣和结余发电的实际收入与原料成本支出作为核算基础,评价的某一品质硫铁矿,以实际工艺参数计算出产品产出和生产电耗,并核定出铁量、硫量平衡。将上述计算的结果结合矿物价格和电价格,达到收入和原料成本,从而评估使用这种硫铁矿的效益。

3 实际应用与效果

3. 1 工作流程

首先收集可靠信息,包括价格、成分及其它特殊信息,初步选定某种( 或某些) 矿物后,一方面按模型进行初评,另一方面进行现场取样并测定、分析,根据测定结果,结合生产加工费用,分析评价结果并结合其它信息,提出采购建议。

3. 2 应用实例

以2015 年询查的部分硫铁矿运用硫铁矿品质的经济性分析模型进行初评,根据评价结果向公司领导汇报,经审核、审定并走办公流程,确定采购数量和价格。以计划采购3 万吨硫铁矿为例,结合当时矿物价格,应用经济性分析模型,主要指标的分析结果见表2。

从表2 可知,合理、经济地使用矿物,不能单一地从降低原料成本,若原料成本降低,其加工成本相对地上升( 在此只考虑了电耗,如运输费用、废酸处理等其它成本也上升) 。因此尽量保证投加矿物量( 低品质矿物只能依据投料量) 或产量指标达到设计能力的情况下,利用经济性分析模型进行优化选料、配料,其原料成本要比用经验配料要低,在目前生产形势非常艰巨的条件下,如果按以上分析模型进行矿物采购和组织生产,创造效益将是很可观的。

4 结语

本文借鉴有关专家的研究成果和方法,建立了关于硫铁矿经济性分析模型,此模型只需要相关的矿物品质和企业生产成本,就可以确定硫铁矿经济性。

( 1) 通过对不同品质的硫铁矿原料进行单烧,获得各种矿物的数据,由此建立矿物分析、评价模型,从硫酸、烧渣及发电等收入出发,客观地评价矿物的性价比。

( 2) 各企业的生产经营定位不太相同,选择原料、设计产品是生产经营的关注点,如何才能获得较高的生产效益,建立分析方法是不可忽缺的。

( 3) 模型采用excel表编制,按照约定的原料品质、目标、配料及相关的计算公式、约束条件等内容设计好,只要输入要了解的矿物品质,便立即得到效益最优的原料方案,达到成本核算与经济配料的目的。

因各企业的成本构成的口径和生产装置规模不一,由于本文研究只采用了某个企业的生产条件、矿物和数据,研究存在一定的局限性,但是,希望利用本文提供的分析思路、方法和模型来预测矿物的经济性,能科学、客观和合理地指导生产决策。

参考文献

[1]钱世隆.沸腾炉焙烧的热量平衡[J].化学世界,1960(01):34-36.

[2]金鸣林,余兆祥,严文福.硫铁矿焙烧过程的平衡[J].华东冶金学院学报,1993,10(2):47-52.

[3]吴炳智,方超.运用生产检测数据估计硫酸渣的铁含量[J].山东化工,2012,41(10):44-48.

硫铁矿矿山篇8

1 改造前酸洗净化流程及运行

1.1 气体流程

来自电除尘器约270℃的高温炉气, 进入空心冷却塔, 与从塔顶喷淋而下的5%稀硫酸逆流接触, 温度降到60℃以下。然后进入填料洗涤塔, 与从塔顶喷淋而下的5%稀硫酸逆流接触, 进一步除去杂质, 温度降至55℃。然后进入间冷器的管程, (管程内同时有2%稀硫酸喷淋, 与气体并流接触) 与壳程的冷却循环水进行热交换后, 温度降到40℃以下, 进入电除雾。

1.2 循环酸流程

冷却塔循环稀酸、洗涤塔循环稀酸、间冷器循环稀酸分别来自各自的循环酸槽, 分别由稀酸循环泵输送至塔顶喷淋, 然后回到槽里。间冷器循环稀酸、洗涤塔循环稀酸以及冷却塔循环稀酸相互串联, 排污由冷却塔循环泵出口分支进行, 补充水在间冷器循环酸槽。

1.3 改造前流程图

1.4 改造前主要设备一览表

1.5 存在问题及分析

主体塔设备自投产以来没有更新过, 随着装置生产能力的不断增大, 设备状况日益老化。洗涤塔塔体出现裂缝漏酸, 塔内喷头经常掉下, 严重影响洗涤塔的喷淋分酸效果。玻璃钢气体大管由于长期使用变形穿孔严重, 漏气量大, 同时增加了系统阻力。间冷器冷却管组出现内漏, 造成冷却循环水被带入后面的电除雾, 影响系统的正常生产。重要的是酸洗流程阻力大, 总阻力为2.5~2.6 k Pa。尤其是间冷器, 阻力大约1.0 k Pa, 占了流程阻力的40%。如果在沸腾炉操作失误出现升华硫时, 间冷器容易堵塞且很难清理。

近年来, 随着硫酸工艺技术的不断发展进步, 净化酸洗流程基本上全部采用板式换热器来代替传统的间接冷却器。不但一次性投资少, 而且流程短, 占地面积小, 操作简单, 易于生产管理。因此, 对净化流程进行技术改造就显得势在必行。

2 改造措施

2.1 改造方案

为解决主体设备老化, 阻力大的问题。厂工程技术人员经过讨论分析及相关工艺核算, 对同行厂家的考察, 了解相关信息, 确定了改造的方案:决定取消间冷器, 用板式热器来冷却洗涤塔的循环稀酸。对洗涤塔进行整体改造更新, 将原先的喷头式分酸器改造为管式分酸器, 塔体尺寸稍稍增大, 塔内外材质全部选用聚丙烯。对冷却塔出口到电除雾进口气体管道全部更新, 材质为聚丙烯。对循环酸槽的串酸流程进行改造, 增加两个循环槽, 实现循环槽的沉降, 以避免板式换热器的堵塞。

2.2 气体流程

来自电除尘器的炉气约270℃, 进入空心冷却塔, 与从塔顶喷淋而下的5%稀酸逆流接触, 温度降到60℃以下。然后进入填料洗涤塔, 与从塔顶喷淋而下的5%稀酸逆流接触, 温度降到40℃以下, 进入电除雾

2.3 循环酸流程

洗涤塔循环稀酸经过板式热器, 与循环冷却水进行热交换。洗涤塔循环稀酸与冷却塔循环稀酸分开循环[1]。为避免稀酸杂质堵塞板式换热器, 增加两个稀酸循环槽, 实现洗涤塔循环稀酸的沉降。串酸只能由洗涤塔酸串入冷却塔酸, 加水在洗涤塔循环酸槽[2]。同时, 为合理调节洗涤塔喷淋酸量, 在洗涤塔泵出口管线上回装稀酸流量计, 方便生产操作调节。

2.4 改造后流程图

2.5 改造后主要设备一览表

3 改造前后的主要运行分析及效益估算

3.1 改造前后部分主要指标对比情况

从表3可以看出, 改造后新洗涤塔出口气温比原先的间冷器出口气温下降了近3℃, 达到了设计目标值。流程的阻力明显下降, 共减少约0.8~1.0 k Pa。新洗涤塔的除尘效率达到要求, 并且效率比原先的洗涤塔效率更高。

3.2 经济效益估算

(1) 仅阻力下降近1.0 k Pa, 经测算可降低主风机 (装置配套为800 k W, 6000 V) 能耗10 k Wh。一年下来可节约电费4万元。

(2) 同时取消了间冷器循环酸泵, 能耗降低5.5 k Wh, 每年节约电费2万元。

(3) 由于没有采用传统的CN过滤器, 而是采用重力自然沉降的方式, 每年可节约CN过滤器每年的运行成本 (包括加药、冲洗、人工) 等, 近10万元。

(4) 由于没有使用CN过滤器, 同时减少投资20余万元。

4 结语

经过9个多月的运行, 实践表明本次净化改造是相当成功的。板式换热器的效果明显优于间冷器, 系统阻力下降, 降低了装置能耗。同时本次改造节约了投资, 达到了预期的目标, 值得同行借鉴。