[發明專利]酸浸-堿溶聯合處理硫鐵礦燒渣的方法

有效

• 申請號: 201110427389.4
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102534187A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 師兆忠;景中建;韓艷霞;王明瑞;姬紅;張鐳;胡斌杰
• 申請（專利權）人: 師兆忠
• 主分類號: C22B1/00
• 分類號: C22B1/00;C22B7/00;C22B3/06;C22B3/44
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 曹素珍

技術領域

本發明涉及一種處理硫鐵礦燒渣的方法，特別是酸浸-堿溶聯合處理硫鐵礦燒渣的方法。它主要適用于以硫鐵礦為原料生產硫酸過程中產生的燒渣處理，該燒渣中總鐵品位大于40％，同時，該方法中的部分技術也可用于赤泥的處理。

背景技術

硫鐵礦燒渣是硫鐵礦制硫酸過程中的廢渣，生產每噸硫酸排出燒渣0.8噸，每年的燒渣數量在1200萬噸左右。長期以來，硫鐵礦燒渣的綜合利用一直是硫酸工業關注的一個重要問題。硫鐵礦燒渣中富含鐵資源，一般品位在40％～64％之間，目前，對于硫鐵礦燒渣的利用僅僅局限于凈水劑、鐵系染料、水泥添加劑等領域，而且從技術和市場方面受到許多條件的限制。

目前，我國大多數硫鐵礦制酸企業都使用35％左右的硫鐵礦，只有廣東云浮硫鐵礦、湖北黃麥嶺化工等少數幾家企業使用45％以上的硫精礦。許多硫鐵礦制酸企業的入爐礦品位甚至連30％都不能保證。因此，硫鐵礦制酸企業產生的燒渣鐵含量普遍較低，含鐵量多在40％一50％之間，并且殘硫量較高，只能用作水泥添加劑。我國雖從20世紀50年代就開始對硫鐵礦燒渣資源進行綜合利用研究，并開發了燒渣制磚、生產氧化鐵紅等鐵系精細化工產品、通過選礦或選渣獲得高品位燒渣用作煉鐵原料等工藝，但這些工藝多存在投資大、鐵利用率低、容易造成二次污染等問題，且目前多處于小規模生產狀態。近年來，隨著國內鐵礦石資源緊缺和進口鐵礦石價格不斷攀升，硫鐵礦燒渣中鐵資源的工業價值日顯突出，對硫鐵礦燒渣進行綜合利用已越來越為我國硫鐵礦制酸企業所重視。

我國要求煉鐵原料標準為Fe＞50％，S≤0.3％，P≤0.1％-0.25％，As≤0.07％，Pb≤0.10％，Zn≤0.10％，Cu≤0.2％，Sn≤0.08％。硫鐵礦燒渣中所含硫和砷是影響其用于鐵精礦的關鍵，因此要想實現硫鐵礦燒渣作為煉鐵原料的設想，必須完成燒渣中雜質的脫除及有效成分的富集。

發明內容

本發明的目的在于提供一種酸浸-堿溶聯合處理硫鐵礦燒渣的方法，采用硝酸浸取硫鐵礦燒渣，脫除其中的硫、砷等雜質，大部分鐵留在固相中使鐵得到富集，酸浸液可用于制備磷酸鐵、硝基復合肥等產品，酸浸渣可以進一步堿解脫除二氧化硅提高鐵品位，堿解液用于制備白炭黑和氯化鈉溶液，最終制備出符合要求的鐵精礦，使硫鐵礦燒渣得到充分的綜合利用，不僅節能減排效果好而且可以提高資源利用率。

本發明包括如下工藝步驟：

<1>酸浸取硫鐵礦燒渣：利用硝酸與硫鐵礦燒渣反應活性較低的特點，脫除燒渣中包括硫、砷在內的堿性氧化物雜質，使鐵仍以氧化物形式在固相中，相當于對鐵進行富集；

硝酸浸取燒渣脫除其中的硫及其它堿性氧化物(除鐵外)，主要反應如下：

6HNO₃+Fe₂O₃＝2Fe(NO₃)₃+3H₂O????????(1)

CaSO₄+2HNO₃＝Ca(NO₃)₂+H₂SO₄????????(2)

MgO+2HNO₃＝Mg(NO₃)₂+H₂O????????????(3)

PbO+2HNO₃＝Pb(NO₃)₂+H₂O????????????(4)

CuO+2HNO₃＝Cu(NO₃)₂+H₂O????????????(5)

ZnO+2HNO₃＝Zn(NO₃)₂+H₂O????????????(6)

根據化學計量關系，硝酸理論用量計算式為

式中，M——物質的量。

為了最大限度的脫除雜質，將采用數倍的硝酸理論用量，稱作硝酸過量系數，用R表示。

按照上述硝酸理論用量計算式計算，經過正交試驗得出酸浸優化工藝條件為：硝酸濃度為6mol·L^-1，酸浸取時間為60min，溫度為50℃，硝酸過量系數R為15，過濾后，固相為酸浸渣、液相為酸浸液。