[發明專利]一種含鐵尾渣與黃鐵礦協同處理制備鐵精礦和硫磺的方法

在審

• 申請號: 202011179111.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112458276A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 郭學益;秦紅;于大偉;田慶華;劉鵬飛;張磊
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B7/04;B03C1/005;B03C1/02
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

本發明公開了一種含鐵尾渣與黃鐵礦協同處理制備鐵精礦和硫磺的方法，包括以下步驟：將含鐵尾渣與黃鐵礦進行混合；混合料在惰性氣體的保護下進行高溫焙燒處理，將高溫焙燒產生的氣體進行冷卻，冷卻所得的固體產品即為硫磺，焙燒所得的焙燒渣進行磁選，得到鐵精礦和磁選尾渣。本發明通過含鐵尾渣與黃鐵礦協同處理，含鐵尾渣可以促進黃鐵礦中的硫轉變為硫磺，同時兩者所含鐵均可轉變為易于磁選分離出的四氧化三鐵，解決了冶煉企業所產生的含鐵尾渣及選礦企業所產生的黃鐵礦的堆存及對周邊環境的污染問題。

技術領域

本發明屬于尾礦資源綜合利用領域，尤其涉及一種含鐵尾渣與黃鐵礦協同處理制備鐵精礦和硫磺的方法。

背景技術

我國在制酸、冶煉等行業產生了大量的含鐵尾渣，目前所產的含鐵尾渣絕大多數均處于堆存狀態，無法得到資源化利用，不僅占用了大量土地，還污染地表和地下水系，給生態環境和居民健康帶來嚴重威脅。

黃鐵礦是存在地殼中最為廣泛的硫化礦物，常常與有色金屬硫化礦共伴生。在有色金屬冶煉過程中為了提取目標金屬，黃鐵礦往往作為一種在選冶過程中的副產物被堆存或送制酸企業，堆存不僅占用大量的土地，同時由于其特性還會對周圍環境造成一定影響；另外，目前我國硫酸產能過剩，將黃鐵礦用于制酸并不是一個好的選擇。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種含鐵尾渣與黃鐵礦協同處理制備鐵精礦和硫磺的方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種含鐵尾渣與黃鐵礦協同處理制備鐵精礦和硫磺的方法，包括以下步驟：

(1)將含鐵尾渣與黃鐵礦進行混合；

(2)將步驟(1)后的混合料在惰性氣體的保護下進行高溫焙燒處理，將高溫焙燒產生的氣體進行冷卻，冷卻所得的固體產品即為硫磺；

(3)將步驟(2)焙燒所得的焙燒渣進行磁選，得到鐵精礦和磁選尾渣。

上述的方法，優選的，步驟(1)中，含鐵尾渣與黃鐵礦的添加量以含鐵尾渣中三氧化二鐵和黃鐵礦中的二硫化鐵計，每摩爾三氧化二鐵加入0.2～0.5摩爾的二硫化鐵。黃鐵礦的加入量過多會形成磁黃鐵礦(Fe₇S₈)，其在磁選過程中會進入磁鐵礦，導致磁鐵礦含硫，不利于后續鐵的冶煉；黃鐵礦的加入量過少則無法將Fe₂O₃還原為Fe₃O₄(涉及的主要反應為FeS₂+4Fe₂O₃＝3Fe₃O₄+S₂(g))，甚至還會引起副反應導致硫磺轉化率偏低。

上述的方法，優選的，步驟(2)中，高溫焙燒溫度為500～1000℃，高溫焙燒的時間不低于20min。

上述的方法，優選的，步驟(2)中，冷卻后的氣體循環使用。

上述的方法，優選的，步驟(2)中，高溫焙燒處理前，向焙燒爐中通入惰性氣體，排凈空氣，使爐內形成惰性氛圍。進一步的，通入惰性氣體的體積為爐膛內部體積的2～6倍。

上述的方法，優選的，步驟(2)中，高溫焙燒處理過程中持續向反應爐中通入惰性氣體，持續通入惰性氣體的速率不低于10mL/min。

上述的方法，優選的，步驟(3)中，磁選前將焙砂渣進行磨礦處理，磨礦粒徑為-0.075mm占85％～90％。

上述的方法，優選的，步驟(3)中，磁選所用磁場強度為100～200kA·m^-1。