一、用途
硫鐵礦(系黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦三者的統(tǒng)稱)、自然硫等主要用以制硫酸和硫磺。硫酸主要用以制化學(xué)肥料(如硫酸銨、過磷酸鈣等)。也是化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥、炸藥、冶金、造紙、石油等工業(yè)部門等重要原料?;瘜W(xué)工業(yè)上,硫酸用于制造化肥、合成洗滌劑、合成樹脂、水處理等;冶金工業(yè)上,硫酸用來溶解礦石,酸洗鐵、銅表面銹斑和污泥。硫磺用于橡膠、人造絲、醫(yī)藥、染料、玻璃等工業(yè)部門,也用作面粉、淀粉、制糖的漂白劑。
高品位硫鐵礦(硫精礦)燒渣可用于煉鐵。低品位的燒渣可用作普通硅酸鹽水泥的鐵質(zhì)校正原料。
二、主要礦物
黃鐵礦、白鐵礦FeS2,含硫53.45%
磁黃鐵礦FenSu+1,可從Fe5S6到Fe16S17,含硫38.4—40%。
自然硫(S)質(zhì)純者少見,常含有其他雜質(zhì)。
有色金屬礦石中伴生的硫也是硫的一個主要來源。另外,在一些缺硫的國家或地區(qū)也用石膏、硬石膏、明礬石等制取硫酸和硫磺。有些國家還從天然氣中回收大量硫。
三、一般工業(yè)要求
(一)硫鐵礦石中有害組分及其影響
砷:在制硫酸時(shí),會使觸媒中毒,使轉(zhuǎn)化率下降;生成的氧化砷結(jié)晶,會堵塞管道,清理困難,并易使人中毒;排出的污水中含過量的砷,妨礙農(nóng)作物生長及污染環(huán)境。
氟:焙燒時(shí)大部分以氟化氫狀態(tài)存在,小部分為四氟化硅。氟化氫能使觸媒粉碎,四氟化硅能使觸媒結(jié)塊,導(dǎo)致觸媒阻力升高,轉(zhuǎn)化率降低。在酸洗流程中,生成的氟氫酸,會腐蝕磚襯里和磁環(huán);在水洗流程中,因氟的溶解度大,大部分隨污水排出,會污染飲用水和影響農(nóng)作物生長。
鉛鋅:焙燒過程中因熔點(diǎn)較低,易使焙燒爐產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象。
碳:含量較多時(shí),在焙燒過程中發(fā)熱量高,爐溫不易控制,并要消耗較多的氧,生成一氧化碳或二氧化碳,影響轉(zhuǎn)化操作。
鈣鎂碳酸鹽:礦石中鈣鎂碳酸鹽脈石(白云石、方解石)的主要危害,是在焙燒過程中碳酸鹽分解析出的CO2氣體稀釋了爐氣中SO2的濃度。同時(shí)CaO和MgO還吸收部分SO2形成CaSO4和MgSO4,使硫的利用率降低,使設(shè)備生產(chǎn)能力下降;新形成的鈣、鎂硫酸鹽殘留在硫鐵礦石燒渣中,影響綜合利用。
(二)一般工業(yè)指標(biāo)
邊界品位:硫(S)≥8%, 工業(yè)品位:硫(S)≥12%
礦石品級劃分:Ⅰ級品 硫(S)>35%
Ⅱ級品 硫(S)25—<35%
Ⅲ級品 硫(S)12—<25%
有害組分允許含量:
砷(As):0.1%(酸洗過程)或0.2%(水洗過程)
氟(F): 0.05%(酸洗過程)或0.1%(水洗過程)
鉛(Pb)+ 鋅(Zn):1%
碳(C):5—8%
可采厚度: 0.7—2.0米, 夾石剔除厚度:1—2米
注:①在硫鐵礦短缺又急需地區(qū),含硫量及可采厚度可適當(dāng)降低。
②有害組分超過允許含量的礦石,應(yīng)單獨(dú)圈出其范圍,供工業(yè)部門采取措施處理利用。
③當(dāng)硫礦石中伴生有硫酸鹽類礦物(明礬石英鐘、石膏、重晶石等)時(shí),則礦石品位應(yīng)剔除這部分的含硫量。對產(chǎn)于碳酸鹽巖石中的礦床,應(yīng)著重研究礦石中的碳酸鹽礦物含量,并要用燃燒法在不同濕度下進(jìn)樣,測定硫的含量和了解有效硫的降低程度,提出是否需要進(jìn)行選礦處理的意見。
④金屬和非金屬礦床中的伴生硫,應(yīng)注意綜合評價(jià),綜合利用(伴生硫的含硫量一般達(dá)到多少,才能綜合利用,根據(jù)具體礦床研究確定)。