[發明專利]硫鐵礦燒渣的資源化回收利用方法

有效

• 申請號: 201410572846.2
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104384171A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 耿兆翔
• 申請（專利權）人: 耿兆翔
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.硫鐵礦燒渣的資源化回收利用方法，其特征主要在于：

一.以足量的水浸泡硫鐵礦燒渣即硫酸渣，并攪拌，轉速30轉-50轉/分，攪拌時間1-2小時，使硫酸渣中的氧化鋁、氧化鈣分別轉化為水合氧化鋁、氫氧化鈣，而成為懸浮乳濁液，靜置，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、氧化鎂、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物立即沉淀分離；同時分離水合氧化鋁、氫氧化鈣懸浮乳濁液；

二.向上述(一)的水合氧化鋁、氫氧化鈣懸浮乳濁液中加入足量的二氧化碳CO₂或空氣，攪拌，轉速50轉-200轉/分，攪拌反應時間2-8小時，靜置，使氫氧化鈣轉化為碳酸鈣而立即沉淀分離，再從水合氧化鋁懸浮乳濁液中沉淀或過濾分離氧化鋁，回收氧化鋁，水循環利用；

或向上述(一)的水合氧化鋁、氫氧化鈣懸浮乳濁液中加入足量的氫氧化鈉或氫氧化鉀，加熱反應，攪拌反應時間1-2小時，使水合氧化鋁轉化成水溶性的鋁酸鈉或鋁酸鉀水溶液，靜置，再沉淀或過濾分離回收氫氧化鈣；將鋁酸鈉或鋁酸鉀水溶液真空濃縮脫水干燥，回收鋁酸鈉或鋁酸鉀；

反應式：AL₂O₃+3H₂O+2NaOH加熱＝2NaAL(OH)₄，

AL₂O₃+3H₂O+2KOH加熱＝2KAL(OH)₄；

或向上述(一)的水合氧化鋁、氫氧化鈣懸浮乳濁液中加入足量的硫酸中和反應，加熱反應，生成水溶性的硫酸鋁水溶液，真空濃縮脫水干燥，分離回收硫酸鋁；同時沉淀分離硫酸與氫氧化鈣反應生成的石膏硫酸鈣；

三.將上述(一)的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、氧化鎂、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物，在28℃以下，加入足量的碳酸氫銨水溶液，并攪拌，轉速30轉-50轉/分，攪拌時間1-2小時，使氧化鎂溶解于碳酸氫銨水溶液；沉淀分離三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物；同時得到碳酸氫銨與氧化鎂的水溶液；

再在密封容器內，將碳酸氫銨與氧化鎂的水溶液，加熱到35℃--60℃，使碳酸氫銨分解，使氧化鎂沉淀析出，回收氧化鎂；同時以真空回收氨氣NH₃或一水合氨NH₃·H₂O水溶液，在密封容器內在28℃以下再將氨氣NH₃或一水合氨NH₃·H₂O水溶液與二氧化碳CO₂水溶液反應，得到碳酸氫銨水溶液，循環利用；

或用氯化銨或硫酸銨的水溶液溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、氧化鎂、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物中的氧化鎂，并攪拌，轉速30轉-50轉/分，攪拌時間1-2小時，沉淀分離三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物；同時得到氯化鎂或硫酸鎂的水溶液，真空濃縮脫水干燥，壓強25pa--100pa，時間8-24小時，回收氯化鎂或硫酸鎂；并回收氨水；

或用質量比65％-70％的磷酸水溶液溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、氧化鎂、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物中的氧化鎂，并攪拌，轉速30轉-50轉/分，攪拌時間1-2小時，沉淀分離三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物；得到磷酸與氧化鎂的水溶液；再將磷酸與氧化鎂的水溶液加入水稀釋，使磷酸水溶液中磷酸質量比在50％以下，使氧化鎂立即分離沉淀析出，回收氧化鎂；再將此質量比50％以下的稀磷酸水溶液，真空濃縮脫水至質量比65％-70％的磷酸水溶液，循環利用；

四.將上述(三)的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物中加入相對于與二氧化硅、硫化學反應稍微過量的氫氧化鈉或氫氧化鉀，并抑制硅酸鈉或硅酸鉀水解，以保證三氧化二鐵或/和氧化亞鐵的高純度；加熱反應，攪拌反應，反應時間2-8小時；

反應式：SiO₂+2NaOH加熱＝Na₂SiO₃+H₂O，

SiO₂+2KOH加熱＝K₂SiO₃+H₂O；

3S+6NaOH加熱＝2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O；

3S+6KOH加熱＝2K₂S+K₂SO₃+3H₂O；

得到硅酸鈉、硫化鈉和亞硫酸鈉或硅酸鉀、硫化鉀和亞硫酸鉀的水溶液；

同時分離得到三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物；

五.將上述(四)的硅酸鈉、硫化鈉和亞硫酸鈉或硅酸鉀、硫化鉀和亞硫酸鉀的水溶液中加入足量的硫酸，攪拌反應，

反應時間0.5-1小時，反應式：

Na₂SiO₃+H₂SO₄＝H₂SiO₃+Na₂SO₄

K₂SiO₃+H₂SO₄＝H₂SiO₃+K₂SO₄

Na₂SO₃+H₂SO₄＝H₂SO₃+Na₂SO₄；H₂SO₃一般以SO₂和水存在；

K₂SO₃+H₂SO₄＝H₂SO₃+K₂SO₄；H₂SO₃一般以SO₂和水存在；

Na₂S+H₂SO₄＝H₂S+Na₂SO₄

K₂S+H₂SO₄＝H₂S+K₂SO₄；

得到硅酸、亞硫酸、氫硫酸、硫酸鈉或硫酸鉀的水溶液，亞硫酸H₂SO₃或二氧化硫SO₂和氫硫酸H₂S在其水溶液中的含量很少；此步反應，也可以用鹽酸或硝酸代替硫酸，而得到氯化鈉或硝酸鈉或氯化鉀或硝酸鉀及硅酸、亞硫酸、氫硫酸；此步反應，也可以用檸檬酸代替硫酸，加熱反應，而得到其相應的有機鈉鹽或鉀鹽及硅酸、亞硫酸、氫硫酸；此步反應，也可以用磷酸代替硫酸，加熱反應，得到磷酸鈉鹽或磷酸鉀鹽及硅酸、亞硫酸、氫硫酸；

六.將上述(五)的反應水溶液，沉淀或過濾分離硅酸H₂SiO₃水合物即正硅酸；也即水不溶解的多分子聚合物“硅酸溶膠”；

七.將上述(六)的水溶液，加入足量的硫酸銅CuSO₄，攪拌反應，使硫化氫H₂S反應生成硫化銅CuS沉淀，反應式：

CuSO₄+H₂S＝CuS+H₂SO₄；沉淀或過濾分離硫化銅CuS；在硅酸鈉、硫化鈉和亞硫酸鈉或硅酸鉀、硫化鉀和亞硫酸鉀的水溶液以鹽酸或硝酸反應時，這里CuSO₄與H₂S反應生成的硫酸，可用足量的氫氧化鈣反應，生成石膏硫酸鈣清除回收；清除三分之二的硫；

或將上述(六)的水溶液，根據

3S+6NaOH加熱＝2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O，

3S+6KOH加熱＝2K₂S+K₂SO₃+3H₂O反應和

Na₂SO₃+H₂SO₄＝H₂SO₃+Na₂SO₄，

K₂SO₃+H₂SO₄＝H₂SO₃+K₂SO₄，

Na₂S+H₂SO₄＝H₂S+Na₂SO₄，

K₂S+H₂SO₄＝H₂S+K₂SO₄反應生成的二氧化硫和硫化氫的分子數或摩爾數比為1∶2，再根據二氧化硫SO₂和氫硫酸H₂S反應，將SO₂和H₂S反應轉化為硫S和水，沉淀或過濾分離全部的硫S；反應式：SO₂+2H₂S＝3S+2H₂O；在密封容器內，攪拌反應或加熱攪拌反應，溫度25℃--100℃；反應時間0.5-1小時；本發明在此也可先分離硫S，再沉淀或過濾分離上述(五)中的水不溶解的多分子聚合物“硅酸溶膠”；

八.將上述(七)的硫酸鈉Na₂SO₄或硫酸鉀K₂SO₄水溶液，真空濃縮脫水干燥，壓強25pa--100pa，時間8-24小時，回收硫酸鈉Na₂SO₄或硫酸鉀K₂SO₄。

2.根據權利要求1所述，三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物中還含有的約1％的硫化鐵FeS₂的分離方法：

用過氧化氫即雙氧水與硫化鐵反應，反應式：

(1).7H₂O₂+FeS₂＝6H₂O+FeSO₄+H2SO₄；

或(2).15H₂O₂+2FeS₂＝14H₂O+Fe₂(SO₄)₃+H₂SO₄；

將反應所需雙氧水用水稀釋，配制成3％--10％的水溶液；連續噴入含有少量硫化鐵FeS₂的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質混合物中，攪拌反應，轉速30轉-50轉/分，攪拌時間1-2小時；后，再加入適量的水，如上述低速攪拌洗滌硫酸亞鐵和硫酸或硫酸鐵和硫酸；分離回收硫酸亞鐵和硫酸或硫酸鐵和硫酸的水溶液；得到三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質的混合物。