掌握硫铁矿焙烧的基本原理

焙烧岗位生产操作规程辽宁省营口久源实业有限公司硫铁矿的沸腾焙烧硫铁矿焙烧的基本理念焙烧的目的和意义本岗位生产的目的是将原料工段处理后得到的成品硫铁矿加入沸腾炉内，与天然空气混合进行沸腾焙烧，制取含一定SO2浓度的炉气，降温后送往净化岗位。

沸腾炉是否稳定运行，是整个制酸系统能否正常操作的关键。

因此人们常说沸腾炉是生产硫酸的“龙头”。

要抓好龙头，就必须学习矿石焙烧的基本原理，掌握沸腾炉的各种规律，以保证沸腾炉能长期稳定运行，使炉气中的SO2浓度高而稳，SO3低，不出硫蒸汽，气量不波动，出炉灰渣残硫低。

可以归纳成为一句话来要求，就是：炉气质量一高（SO2浓度高），二稳定（SO2浓度和炉气量稳定），三低（灰渣残硫低，SO3和硫蒸汽含量低）。

沸腾焙烧过程的原理硫铁矿，其主要化学成分是FeS2，来源主要有三个：1，普通硫铁矿；2，与有色金属共生的硫铁矿；3，与煤共生的硫铁矿。

硫铁矿在焙烧时，其中硫与空气中的氧化合生产SO2，通常称为炉气，铁与空气中的氧化合生成氧化铁，通常称为矿渣。

一．硫铁矿焙烧的主要化学反应：硫铁矿的焙烧过程由若干化学反应构成。

第一步：二硫化铁受热分解为一硫化铁和单质硫：2FeS2(固) = 2FeS (固) + S2 + Q (2—1)第二步：单质硫和一硫化铁的燃烧，硫被氧化成二氧化硫，一硫化铁被氧化成二氧化硫和三氧化二铁(或四氧化三铁)：S2(气)+2O2(气)=2SO2(气)+Q (2---2)4FeS(固)+7O2(气)=4SO2(气)+2Fe2O3(固)+591.41千卡（2—3）3FeS(固)+SO2(气)=3SO2(气)+Fe3O4(固)+416.65千卡（2—4）当炉内过剩空气较多时，FeS的燃烧反应式按式（2—3）进行，所得矿渣主要成份的Fe2O3, 呈红色；当炉内过剩空气较少时，反应式则按（2—4）进行，所得矿渣主要成份是Fe3O4, 呈黑色。

综合以上四个反应式便得到下面两个总的反应式：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+790.52千卡（2—5）3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2+566千卡（2—6）所有，硫铁矿焙烧是放热反应，一般靠本身的反应热维持焙烧温度。

叙述硫铁矿焙烧的工艺流程Roasting is a crucial process in the extraction of iron from pyrite in the form of sulfur dioxide gas. In this process, pyrite is heated in the presence of oxygen to produce iron oxide and sulfur dioxide. This reaction is exothermic, meaning it releases heat, which is essential for driving the reaction forward. The sulfur dioxide gas is then collected and further processed to extract sulfuric acid, a valuable industrial chemical.焙烧是从硫铁矿中提取铁的关键过程，通过在氧气存在下加热硫铁矿，产生氧化铁和二氧化硫气体。

这个反应是放热的，释放热量对于推动反应向前进行至关重要。

然后收集二氧化硫气体，并进行进一步加工以提取硫酸，这是一种有价值的工业化学品。

The roasting process typically takes place in a roasting furnace, which can be a rotary kiln or a fluidized bed reactor. In the rotary kiln, the material moves along a rotating cylinder while being heated, allowing for thorough mixing and uniform heating. This type of furnace is commonly used for large-scale operations due to its high capacity and efficiency. On the other hand, a fluidized bed reactorsuspends the material on a bed of inert particles, providing increased surface area for heat transfer and better control over the process parameters.焙烧过程通常发生在一个焙烧炉中，可以是旋转窑或流化床反应器。

立志当早，存高远氧化焙烧与硫酸化焙烧的基本原理怎样？在氧化气氛中加热硫化矿，将矿石中的全部（或部分）硫脱除转变为相应的金属氧化物（或硫酸盐）的过程，称为氧化焙烧（或硫酸化焙烧）的过程。

在焙烧条件下，硫化矿物转变为金属氧化物和金属硫酸盐的反应式可表示为：2MS＋302 ==== 2M0＋2S02（1)2S02＋O2 ←→2SO3(2）MO＋SO3 ←→MSO4 (3）氧化焙烧时，金属硫化物和二氧化硫的反应（1)是不可逆的，而式(2）、（3）是可逆的。

在焙烧过程中当炉气中三氧化硫分压大于金属硫酸盐的分解压时，焙烧产物为金属硫酸盐，过程属硫酸化焙烧。

反之。

当炉气中的三氧化硫分压小于金属硫酸盐的分解压时，焙烧产物为金属氧化物（全脱硫焙烧）。

因此，在一定的温度下硫化矿物氧化倍烧产物取决于气相组成和金属硫化物、氧化物及金属硫酸盐的离解压。

各种金属硫酸盐的分解温度和分解自由能不同，控制焙烧温度和炉气成分，即可控制焙烧产物组成，以达到选择硫酸化接烧的目的。

例如铜的硫化物焙烧过程中铜的硫化物反应为550℃2CuFeS2======= Cu2S＋2FeS＋S400℃2CuS ====== Cu2S＋S 200~300℃2Cu2S＋5O2 ========= 2Cu0＋2CuS04 300℃Cu2S＋202 ======2Cu0＋SO21000℃4Cu0 ======= 2Cu20＋02 1 小于650℃SO2＋——02 ======= SO3 2 小于650℃Cu0＋SO3 =======CuSO4 当有硫化物存在时，反应生成的硫酸铜会在很低的温度下进行相互反应而分解：100℃CuSO4＋3CuS ======= 2Cu2S＋2S02 300~400℃2CuS04＋Cu2S}===========2Cu20＋3SO2 因此，铜硫酸化焙烧的温度应小于65090，氧化焙烧的温度应高于650cC，此时焙烧产物主要为未经氧化的硫化亚铜、氧化铜及少量的硫酸铜。

焙烧条件对硫铁矿焙烧速率的影响实验报告一、引言硫铁矿是一种重要的矿石资源，广泛应用于冶金、化工等领域。

在提取和利用硫铁矿时，焙烧是一个关键的步骤。

焙烧过程可以将硫铁矿中的有害杂质去除，并提高其金属含量和可利用性。

本实验旨在探究不同焙烧条件对硫铁矿焙烧速率的影响。

二、实验方法1. 实验设备和材料：- 硫铁矿样品- 焙烧设备（例如电阻炉）- 空气供给系统- 温度控制仪器2. 实验步骤：1) 准备硫铁矿样品，并进行粉碎和筛分，以获得均匀颗粒大小。

2) 将硫铁矿样品放置在焙烧设备中。

3) 设置不同的焙烧条件，包括温度、气氛和保持时间等参数。

4) 打开空气供给系统，确保充足的氧气供应。

5) 开始焙烧过程，并记录下每个时间间隔的温度变化。

三、实验结果根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 温度对焙烧速率的影响：随着焙烧温度的升高，硫铁矿的焙烧速率也会增加。

高温可以提供更多的能量，促进反应速率的增加。

然而，当温度过高时，可能会导致过度烧结或氧化反应过度进行。

2. 气氛对焙烧速率的影响：不同气氛条件下，焙烧速率也会有所不同。

在富含氧气的环境中，硫铁矿与氧气发生反应更为迅速，从而加快了焙烧速率。

相比之下，在贫氧或惰性气体环境中，焙烧速率较慢。

3. 保持时间对焙烧速率的影响：延长保持时间可以增加硫铁矿与空气接触的时间，从而促进反应进行。

然而，在一定范围内延长保持时间并不能无限制地提高焙烧速率。

当保持时间过长时，可能会导致资源浪费和能源消耗增加。

四、讨论和分析1. 温度对焙烧速率的影响机理：高温下，硫铁矿中的硫化物可以迅速分解为氧化物，并与氧气反应生成SO2等有害气体。

温度升高还可以提供更多的活化能，促进反应速率的增加。

2. 气氛对焙烧速率的影响机理：富含氧气的环境可以提供充足的氧供给，促进硫铁矿与空气中的氧发生反应。

贫氧或惰性气体环境下，反应进行受到限制，从而降低了焙烧速率。

3. 保持时间对焙烧速率的影响机理：延长保持时间可以增加硫铁矿与空气接触的时间，使得反应更充分。

项目名称：硫铁矿制酸的热回收利用技术项目持有单位：中明（湛江）化机工程有限公司项目概况一、基本原理硫铁矿制酸系统废热利用是以焙烧出口的锅炉为中心，将焙烧、净化、转化和干吸的低中高温废热全部产3.8MPa 450℃蒸汽，较大幅度提高蒸汽产量的方案，使蒸汽产量由原来的 1.0～1.1t/t（酸）提高到1.5 t/t（酸）。

1、废热回收系统组成：①中压锅炉系统：产出4.0 MPa 饱和蒸汽、低温过热器。

②转化一段出口设蒸汽高温过热器（技术成熟）③利用转化150～160℃三氧化硫气体，将进沸腾炉的空气预热到90℃左右，接着利用电除尘出口300℃左右的炉气将入炉空气进一步预热到180～200℃。

（已有实践）④、建立YRHS干吸热回收系统，将给水从40℃预热到180℃，分二段预热，第一段将软水预热到104℃进除氧器，第二段从104℃预热到180℃。

2、实施新方案关键在建立干吸高温吸收系统，即YRHS系统。

（干吸回收热量系统）美国MECS公司硫磺制酸在干吸系统开发了HRS系统，可产0.6～1.0MPa饱和蒸汽0.4～0.5t/t（酸）其主要特点是将进吸收塔酸的温度提高到200℃；出吸收塔酸的温度220℃；将酸浓提高99%以上。

酸经过锅炉后温度降到192℃，然后在稀释器中加水稀释，由于稀释时放出热量，酸温又升到200℃，再去吸收。

祥见以下流程图。

硫铁矿制酸从基本原理虽可以参照以上方法，但做法要作较大改进才能达到回收热量的目的，这是因为硫铁矿制酸与硫磺制酸有较大的差别。

硫磺制酸在应用HRS系统时二氧化硫浓度为11.0～11.5% 。

而硫铁矿制酸只有8.5%左右，由于200℃酸温99%酸浓时酸液面上硫酸和三氧化硫的平衡分压即PH2SO4+PSO3≈7.2+14.1=21.3mmHg是一定的，高浓度的硫磺制酸的吸收率比硫铁矿制酸高得多，回收的热量也多。

这样对硫铁矿制酸而言就要设法降低进塔的酸温和酸浓，才能达到90%以上的吸收率，把热量交给循环酸，以回收热量。

第一章概述第一节装置概况江西铜业集团化工有限公司老系统硫酸装置设计生产能力为10万吨／年，以德兴铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀酸酸洗净化和两转两吸接触法制酸工艺。

本装置还具有高回收率和低“三废”排放等优点。

总硫回收率期望值可达97％（保证值为96.0％以上），工艺流程采用了二转二吸制酸工艺，“3+1”四段转化，提高硫的利用率，使尾气中SO2及硫酸雾的排放指标低于《大气污染物综合排放标准》，净化工段20％稀酸外运到大山厂和泗州厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销售给钢铁厂，达到综合利用的目的。

鼓风机噪音采用消声、隔声及不设固定岗位等有效措施。

本装置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术：DCS 控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放带出酸沫等。

现在建设的江西铜业（德兴）60万吨/年硫铁矿循环经济项目一期工程规模为30万吨/年，项目建成后，年产98%工业硫酸25万吨，105%发烟硫酸15万吨，优质铁精粉18.2万吨，余热发电量7800万度。

计划于2012年6月竣工投产。

第二节硫酸及硫氧化物的性质1 硫酸的物理性质硫酸的分子量为98.078，分子式为H2SO4。

从化学意义上讲，是三氧化硫与水的等摩尔化合物，即SO3·H2O。

在工艺技术上，硫酸是指SO3与H2O以任何比例结合的物质，当SO3与H2O的摩尔比≤1时，称为硫酸，它们的摩尔比﹥1时，称为发烟硫酸。

硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓度表示。

硫酸的主要物理性质为：20℃时密度g/cm3 1.8305熔点℃10.37+0.05沸点℃100% 275+598.479%(最高) 326+5气化潜热(326.1℃时),KJ/mol 50.124熔解热(100%), KJ/mol 10.726比热容(25℃), J/(g k)98.5% 1.41299.22% 1.405100.39% 1.3941.1 外观特性浓硫酸是无色透明液体，能与水或乙醇混合，暴露在空气中迅速吸收空气中的水份。

《无机物工艺》教学大纲一、前言:本教材旨在使学生进一步掌握无机物生产过程的基本原理，影响工艺的因素，操作指标的确定，工艺流程，主要设备构造及操作要点，开停车和不正常过程的调节与一般事故的分析处理。

掌握一定的工艺计算技能。

分为三篇：酸(硫酸与硝酸)、化学肥料(尿素、硝铵、磷肥、钾肥、复合肥料、液体肥料)、碱(纯碱和烧碱)。

主要介绍无机物生产过程的基本原理、影响工艺的因素、操作指标的确定、工艺流程、主要设备构造及操作要点、开停车和不正常过程的调节与一般事故的分析处理。

介绍无机物生产过程的工艺计算，近年来的新工艺、新技术和新方法、工艺过程的发展趋势。

重点放在分析和讨论生产工艺中反应部分的工艺原理、影响因素、流程的技术经济指标、能量回收利用、副产品的回收利用也做了一定的论述。

二、教学时间分配学时教学内容理论一、硫酸28二、硝酸26三、尿素14四、硝酸铵的生产8五、磷肥的生产16六、钾肥的生产 6七、复合肥及液体肥料 6八、氨碱法生产纯碱30九、联合法生产纯碱和氯化铵10十、电解法生产烧碱16机动 2合计162三、学习目标：第一章硫酸了解硫酸的性质、用途和生产方法；了解炉气净化和干燥的原理及工艺流程。

掌握硫铁矿焙烧、二氧化硫催化氧化、三氧化硫吸收的基本原理、工艺条件的选择及工艺流程。

理解沸腾焙烧炉、炉气洗涤器、二氧化硫转换器、吸收塔的基本结构；各工序的操作要点及不正常现象处理。

第二章硝酸了解硝酸的性质、用途和生产方法；了解稀硝酸生产的工艺流程和尾气的治理方法，以及浓硝酸的生产。

理解一氧化碳氧化的基本原理；氨氧化过程的物料衡算；氨氧化炉的基本结构；各工序的操作要点及不正常现象处理。

掌握氨催化氧化、氮氧化物吸收的基本原理和工艺条件的选择。

第三章尿素掌握尿素合成的基本原理、工艺条件、工艺流程、主要设备结构和不正常现象处理；掌握减压加热分离法对未反应物的分离和回收原理及工艺流程；掌握尿素溶液的蒸发与造粒的原理和工艺过程。