專利名稱：一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由硫酸渣提取精鐵粉的方法。
背景技術(shù)：
硫酸渣是利用硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的過程中排出的鐵元素含量比較高的固體廢棄物質(zhì)。每生產(chǎn)1噸硫酸就會(huì)產(chǎn)生0. 8 1. 0噸渣。我國硫酸工業(yè)每年約排出1000多萬噸渣，除少量供水泥廠作添加劑外，大部分堆存，目前國內(nèi)歷年堆存的硫酸渣累計(jì)多達(dá)數(shù)億噸，已構(gòu)成很嚴(yán)重的公害，不僅給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，同時(shí)也造成資源的巨大浪費(fèi)。 一般硫酸渣含鐵量高低受生產(chǎn)原料硫鐵礦的含量直接影響，國外硫酸生產(chǎn)一般采用高品位硫鐵礦石(含硫40 50% )，因此獲得硫酸渣含鐵品位大于60% 。可直接用作煉鐵原料。而國內(nèi)普遍采用低品位礦石，因此，硫酸渣中含鐵量普遍較低，一般為30 50%，無法直接用于煉鐵，因此，國內(nèi)硫酸渣煉鐵前須提高鐵品位，降低有害成分含量的處理。 傳統(tǒng)硫酸渣分選提取鐵精粉的方法包括物理方法和化學(xué)方法兩種，物理方法主要有磁選、重選、磁選-重選聯(lián)合等?；瘜W(xué)方法是借助稀酸的作用，脫除硫酸渣中的有害硫元素和部分氧化物。 但由于硫酸渣是硫鐵礦在900 °C左右焙燒后的產(chǎn)物，與天然礦物相比，其物化性質(zhì)有了很大改變。而且由于硫鐵礦的成礦方式不同、硫品位不同、制酸工藝的差異，使得硫酸渣的理化性能、物態(tài)分布等存在著較大的差別。經(jīng)觀察燒渣中赤鐵礦和磁鐵礦與脈石之間多以連生體形式存在，赤鐵礦和磁鐵礦呈浸染狀，蜂窩狀，常被細(xì)小的脈石填充，或赤鐵礦和磁鐵礦呈皮殼狀包裹著脈石。燒渣這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)用一般的選礦方法很難處理。更棘手的是，燒渣中硫的含量一般很高，大大超過煉鐵的原料水平。 因此，無論采用物理或化學(xué)的方法所獲得的鐵精粉難以滿足煉鐵對(duì)原料的需要(含鐵大于60% ;含硫小于0. 2% )。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，該方法獲得的鐵精粉可直接滿足煉鐵要求，且工藝流程簡單。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于它包括如下步驟 1)熔融按硫酸渣熔融劑=100g : (30 lOO)mL，選取硫酸渣和熔融劑；將硫酸渣和熔融劑混勻后送至馬弗爐中熔融，熔融溫度控制在100 50(TC，熔融時(shí)間為0. 5 3h，得到熔融硫酸渣； 2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入硫酸渣重量0. 5 5倍的水，攪拌10 60min后，過濾，得到濾渣，并保存濾液； 3)浸出按濾渣浸出藥劑=100g : (200 lOOO)mL，選取濾渣和浸出藥劑；將濾渣和浸出藥劑在10 IO(TC反應(yīng)30 120min后，過濾，得到濾渣，并保存濾液；濾渣烘干得到精鐵粉。 步驟1)中的硫酸渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的過程中排出的固體廢棄物質(zhì)，所述硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為30 50% (即低品位硫酸渣)。所述的硫酸渣不需磨礦，可直接使用。
所述熔融劑為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、過氧化鈉溶液等中的任意一種或任意二種以上(含任意二種)的混合，任意二種以上(含任意二種)混合時(shí)為任意配比；所述熔融劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 60%。
所述水可以是自來水、井水、河水、江水等。 所述浸出藥劑為有機(jī)酸或無機(jī)酸，主要包括鹽酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液、醋酸溶液等中的任意一種或任意二種以上(含任意二種)的混合，任意二種以上(含任意二種)混合時(shí)為任意配比；浸出藥劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 7%。 步驟2)水洗后的濾液中加入生石灰或石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的濾液(可重復(fù)使用)；生石灰或石灰水的加入量為硫酸渣重量的20 50%。
所述精鐵粉中鐵的質(zhì)量大于62%。 本發(fā)明的有益效果是利用本發(fā)明方法可有效回收低品位硫酸渣中的鐵礦物，獲得鐵精粉產(chǎn)率80 %以上、品位62%以上(含鐵大于62% )，有害元素硫含量0. 1 %以下，可直接滿足煉鐵要求，且環(huán)保、工藝流程簡單，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如含鐵38. 04%的硫酸渣，經(jīng)本發(fā)明方法處理后，可獲得含鐵65. 01 % ，含硫低于0. 1 % ，回收率85. 58%的鐵精粉，可以直接作為煉鐵原料。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的
內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1 : 如圖1所示，一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，它包括如下步驟
1)熔融原料來自于湖南瀘溪地區(qū)，該硫酸渣(即圖1中的原渣)呈棕紅色，以赤鐵礦為主；取鐵品位38. 04%的硫酸渣100g，不需磨礦，加入80mL、30wt%的氫氧化鉀溶液(即圖1中的堿液)充分混勻，將混勻后的物料在馬弗爐中充分熔融，熔融溫度為30(TC，熔融時(shí)間為60min，得到熔融硫酸渣； 2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入100g自來水，攪拌30min過濾，得到濾渣，并保存濾液； 3)濾液的活化步驟2)水洗后的濾液中加入28g生石灰，充分反應(yīng)，得到活化后的濾液[可重復(fù)使用，作為熔融劑用于步驟1)中]; 4)浸出將經(jīng)水洗后的濾渣用硫酸溶液在2(TC下浸泡30min后，過濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑用于步驟4)中];濾渣烘干得到鐵品位為65.01%、硫含量低于0. 1%、回收率85. 58%鐵精粉，其中硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% (表示100g硫酸溶液中含硫酸5g)、體積為300mL。
硫酸渣原料主要化學(xué)成分見表1，處理后的鐵精粉的主要化學(xué)成分見表2。 表1原料主要化學(xué)成分
項(xiàng)目FeSSi02A1203MgOCaOZnO
含量％38. 047. 9916. 141. 399. 606. 181. 12 表2處理后鐵精粉的主要化學(xué)成分
項(xiàng)目FeSSi02A1203MgOCaOZnO
含量％65. 010. 0972. 890. 211. 741. 250. 74 實(shí)施例2: —種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，它包括如下步驟 1)熔融原料來自于湖南花垣地區(qū)，該硫酸渣呈黑色，以磁鐵礦為主；取鐵品位37. 76%的硫酸渣100g，不需磨礦，加入60mL、40wt^的氫氧化鈉溶液(表示lOOg氫氧化鈉溶液中含氫氧化鈉40g)充分混勻后，將混勻后物料放入馬弗爐中充分熔融，熔融溫度為20(TC，熔融時(shí)間為120min，得到熔融硫酸渣； 2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入200g江水，攪拌20min過濾，得到濾渣，并保存濾液； 3)濾液的活化步驟2)水洗后的濾液中加入40g石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的濾液[可重復(fù)使用，作為熔融劑用于步驟1)中]; 4)浸出將經(jīng)水洗后的濾渣用硝酸溶液在4(TC下浸泡45min后，過濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑用于步驟4)中];濾渣烘干得到鐵品位為62. 88%、硫含量低于0. 1%、回收率84.21%的鐵精粉，其中硝酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% (表示lOOg硝酸溶液中含硝酸3g)、體積為500mL。 硫酸渣原料主要化學(xué)成分見表3，處理后的鐵精粉的主要化學(xué)成分見表4。 表3硫酸渣原料主要化學(xué)成分
項(xiàng)目FeSSi02A1AMgOCaOZnO
含量％37. 767. 5418. 091. 218. 945. 922. 54 表4處理后鐵精粉的主要化學(xué)成分
項(xiàng)目FeSSi02A1203MgOCaOZnO
含量％62. 880. 0893. 080. 341. 861. 121. 05 實(shí)施例3 : —種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，它包括如下步驟
5
1)熔融原料來自于實(shí)施例1和實(shí)施例2中等量硫酸渣的混合物，混合后呈棕黑 色，以赤鐵礦和磁鐵礦為主；取鐵品位38. 04%和37. 76%硫酸渣各50g，混勻后，加入65mL、 35wt^的過氧化鈉溶液(表示100g過氧化鈉溶液中含過氧化鈉35g)充分混勻后，將混勻 后物料放入馬弗爐中充分熔融，其中熔融溫度為IO(TC，熔融時(shí)間為90min，得到熔融硫酸 渣； 2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入150g河水，攪拌50min過濾，得到濾 渣，并保存濾液； 3)濾液的活化步驟2)水洗后的濾液中加入35g石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后 的濾液[可重復(fù)使用，作為熔融劑用于步驟1)中]; 4)浸出將經(jīng)水洗后的濾渣用醋酸溶液在6(TC下浸泡60min后，過濾，得到濾 渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑用于步驟4)中];濾渣烘干得到鐵品位為 63. 70 % 、硫含量低于0. 1 % 、回收率82. 76 %的鐵精粉，其中醋酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15 % (表示100g醋酸溶液中含醋酸15g)、體積為400mL。 硫酸渣原料主要化學(xué)成分見表5，處理后的鐵精粉的主要化學(xué)成分見表6。 表5硫酸渣原料主要化學(xué)成分
項(xiàng)目FeSSi02A1AMgOCaOZnO
含量％37. 907. 7717. 121. 309. 276. 051. 83 表6處理后鐵精粉的主要化學(xué)成分
項(xiàng)目FeSSi02A1203MgOCaOZnO
含量％63. 700. 0923. 060. 381. 641. 210. 95 實(shí)施例4 : —種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，它包括如下步驟 1)熔融按硫酸渣100g、熔融劑30mL，選取硫酸渣和熔融劑；將硫酸渣和熔融劑混 勻后送至馬弗爐中熔融，熔融溫度控制在IO(TC，熔融時(shí)間為0. 5h，得到熔融硫酸渣；所述 硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為30% ;所述熔融劑為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(質(zhì)
量濃度)為10% ; 2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入50g水，攪拌10min后，過濾，得到濾 渣； 3)浸出選取200mL浸出藥劑，所述浸出藥劑為鹽酸溶液，鹽酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
(質(zhì)量濃度)為2% ;將濾渣和浸出藥劑在l(TC反應(yīng)30min后，過濾，得到濾渣，濾渣烘干得
到精鐵粉。
實(shí)施例5 : —種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，它包括如下步驟
1)熔融按硫酸渣100g、熔融劑lOOmL，選取硫酸渣和熔融劑；將硫酸渣和熔融劑 混勻后送至馬弗爐中熔融，熔融溫度控制在50(TC，熔融時(shí)間為3h，得到熔融硫酸渣；所述 硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為50% ;所述熔融劑為氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液的混合，氫氧化
鈉溶液和氫氧化鉀溶液各占50mL ;所述熔融劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(質(zhì)量濃度)為60% ; 2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入500g的水，攪拌60min后，過濾，得
到濾渣，并保存濾液； 3)步驟2)水洗后的濾液中加入20g生石灰，充分反應(yīng)，得到活化后的濾液[可重 復(fù)使用，作為熔融劑用于步驟1)中]; 4)浸出選取lOOOmL浸出藥劑，所述浸出藥劑為磷酸溶液，磷酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (質(zhì)量濃度)為7% ;將濾渣和浸出藥劑在IO(TC反應(yīng)120min后，過濾，得到濾渣，并保存濾 液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑用于步驟4)中];濾渣烘干得到精鐵粉。
本發(fā)明各原料的上下限、區(qū)間取值，以及工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)的上下限、區(qū) 間取值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于它包括如下步驟1)熔融按硫酸渣∶熔融劑＝100g∶(30～100)mL，選取硫酸渣和熔融劑；將硫酸渣和熔融劑混勻后送至馬弗爐中熔融，熔融溫度控制在100～500℃，熔融時(shí)間為0.5～3h，得到熔融硫酸渣；2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入硫酸渣重量0.5～5倍的水，攪拌10～60min后，過濾，得到濾渣，并保存濾液；3)浸出按濾渣∶浸出藥劑＝100g∶(200～1000)mL，選取濾渣和浸出藥劑；將濾渣和浸出藥劑在10～100℃反應(yīng)30～120min后，過濾，得到濾渣，濾渣烘干得到精鐵粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于步驟1) 中的硫酸渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的過程中排出的固體廢棄物質(zhì)，所述硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為30 50%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于所述熔融劑為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、過氧化鈉溶液中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；所述熔融劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 60%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于所述浸出藥劑為鹽酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液、醋酸溶液中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；浸出藥劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 7%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于步驟2) 水洗后的濾液中加入生石灰或石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的濾液；生石灰或石灰水的加入量為硫酸渣重量的20 50%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由硫酸渣提取精鐵粉的方法。一種由低品位硫酸渣提取精鐵粉的方法，其特征在于它包括如下步驟1)熔融按硫酸渣∶熔融劑＝100g∶(30～100)mL，選取硫酸渣和熔融劑；將硫酸渣和熔融劑混勻后送至馬弗爐中熔融，熔融溫度控制在100～500℃，熔融時(shí)間為0.5～3h，得到熔融硫酸渣；2)水洗往步驟1)得到的熔融硫酸渣中加入硫酸渣重量0.5～5倍的水，攪拌10～60min后，過濾，得到濾渣，并保存濾液；3)浸出按濾渣∶浸出藥劑＝100g∶(200～1000)mL，選取濾渣和浸出藥劑；將濾渣和浸出藥劑在10～100℃反應(yīng)30～120min后，過濾，得到濾渣，濾渣烘干得到精鐵粉。該方法獲得的鐵精粉可直接滿足煉鐵要求，且工藝流程簡單。
文檔編號(hào)B22F9/16GK101745643SQ201010104578
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者何賓賓, 孫艷, 楊超, 田熙科, 皮振邦 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)