硫铁矿焙烧原理ppt课件

硫铁矿焙烧 硫铁矿焙侥反应极为复杂 随着条件不同而得到不同的反应产物 其过程分为二步 第一步是硫铁矿中的有效成分FeS2受热分解成贴和单体硫 这一步是吸热反应 温度越高 对FeS2分解反应越有利 高于400 就开始分解 500 时则较为显著 x值随温度改变而变化 900 x 0 第二步分解出的单体硫与空气燃烧 生成二氧化硫 S2 2O2 2SO2 温度高于600 时 剩下的硫化亚铁在氧分压为3 04kPa 0 03atm 以上 即空气过剩量大时 生成红棕色烧渣 4FeS 7O2 2Fe2O3 4SO2 Q 1 焙烧反应 氧含量在1 左右时 则生成棕黑色Fe3O4 称磁性烧渣 3FeS 5O2 Fe3O4 3SO2 Q 2 总反应方程式 常规焙烧总反应方程式 4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 3310kJ mol说明 正常情况下 反应热可维持系统在高温下的热平衡 无需另加热源 反应特点 强放热 体积减小 气 固相 非均相 不可逆反应 有副反应 如SO2 SO3 钙镁盐的分解等 空气过剩量不足 炉内呈较强还原气氛 残硫较高 磁性焙烧 3FeS2 8O2 Fe3O4 6SO2 Q 3 脱砷焙烧 两个阶段 热分解4FeAsS 4FeS As42FeS2 2FeS S24FeAsS 4FeS2 8FeS As4S4氧化As4 3O2 2As2O31 2S2 O2 SO2As4S4 7O2 2As2O3 4SO23FeS 5O2 Fe3O4 3SO2在脱砷焙烧中 关键是只能生成磁性氧化铁 避免Fe2O32Fe2O3 As2O3 4FeO As2O5使砷留于残渣中 炉气 硫与氧化合生成的SO2及其他气体 过量O2 空气带入的N2 和水蒸气 的统称 炉渣 即烧渣 铁与氧化合生成的氧化物及其他固态物 杂质 硫铁矿中含铜 铅 锌 钴 镉 砷 硒等的硫化物 铜 锌 钴 镉的氧化物留在炉渣中 而PbO As2O3 SeO2则一部分或全部成为气态 随炉气进入制酸系统 若矿石中含有氟化物 则HF也会进入炉气 4 产物 5 焙烧速度 硫铁矿的焙烧是非均相的反应过程 反应在两相的接触表面上进行 从热力学角度看 反应可进行得很完全 因而对生产起决定作用的是焙烧速度 随着温度的升高 化学反应速率的增长 远远超过扩散速率的增长率 在实际生产中 由于反应温度较高 约900 左右 故硫铁矿的焙烧属扩散控制 扩散分为 1 氧向琉铁矿表面扩散2 生成的二氧化硫由表面向气流中扩散提高焙烧剂 一般为空气 中氧的浓度 可加快焙烧过程总的速率 整个硫铁矿焙侥过程中 氧的扩散控制了总反应速率 氧的扩散速率还与气固相的接触面积 氧通过气膜和氧化层的传质系数有关 5 焙烧速度 分解段485 560 转换段500 630 扩散段720 1155 7 1 1027 68 39 110 011 112 514 3 436 4875566367278379771157 a 提高反应温度 提高反应温度可加快扩散速率 但应低于炉渣的熔点 否则 物料熔结合影响正常操作 所以控制操作温度在850 900 间 b 减小粒度 矿石粒度小 可增大烙烧剂与矿石的接触面 并减少内扩散阻力 所以矿料焙烷前要适当破碎 c 增加焙烧剂与矿物的相对运动 由于空气与矿粒间的相对运动愈剧烈 气体的扩散阻力就愈小 因而 目前硫铁矿制