硫鐵礦燒渣的分離回收方法
【專利摘要】硫鐵礦燒渣的分離回收方法。它屬于無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明用水懸浮分離氫氧化鈣、氫氧化鎂和氫氧化鋁，再用濃磷酸溶解硫鐵礦燒渣中的三氧化二鐵/氧化亞鐵，而將與濃磷酸不相溶的硫、二氧化硅和微量金屬單質(zhì)混合物過(guò)濾分離；分離回收三氧化二鐵/氧化亞鐵、氫氧化鋁、碳酸鈣/碳酸鎂或硫酸鈣/硫酸鎂、硫酸、硅酸鈉/硅酸鉀和微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀的金屬單質(zhì)混合物。分離產(chǎn)品用于工業(yè)原材料和建筑材料。
【專利說(shuō)明】硫鐵礦燒渣的分離回收方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是硫鐵礦燒渣的分離回收方法。

【背景技術(shù)】
:
[0002]硫鐵礦生產(chǎn)硫酸，每生產(chǎn)I噸硫酸就會(huì)產(chǎn)生0.8-0.9噸硫鐵礦燒渣(硫酸渣)，我國(guó)每年硫鐵礦燒渣排放量高達(dá)300萬(wàn)噸，廢渣產(chǎn)量巨大。由于我國(guó)硫鐵礦大多是貧礦，硫酸渣中硫含量過(guò)高、氧化鐵和氧化亞鐵含量大多在50%以下，二氧化硅等雜質(zhì)含量過(guò)高，所以每年直接回收利用的硫酸渣只有100萬(wàn)噸左右，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)、環(huán)境污染和土地占用浪費(fèi)，所以從資源節(jié)約、有效利用和環(huán)境保護(hù)的角度，廢渣分離回收意義重大。硫鐵礦生產(chǎn)硫酸廢渣(硫酸渣)的主要成分有:三氧化二鐵即氧化鐵和氧化亞鐵、占廢渣20% —60%、硫酸渣中氧化亞鐵含量很少，二氧化硅、占廢渣15% —55%，氧化鋁、占廢渣10%,氧化鈣、占廢渣5 %，氧化鎂、占廢渣5 %以下，和硫、占廢渣I % -2 %;此外還有微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)。現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有低成本、簡(jiǎn)單高效的真正的分離回收方法，嚴(yán)重制約了我國(guó)硫鐵礦生產(chǎn)硫酸工業(yè)的發(fā)展，既浪費(fèi)了資源又危害了環(huán)境。現(xiàn)有的分離技術(shù)，用鹽酸或硫酸化學(xué)反應(yīng)，這顯然是紙上談兵。
[0003]用鹽酸或硫酸化學(xué)反應(yīng)，既改變了廢渣中三氧化二鐵、氧化亞鐵、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂的原始物質(zhì)形態(tài)，也消耗了大量的鹽酸或硫酸，極大地提高了廢渣分離成本，同時(shí)又產(chǎn)生了難以分離的水溶性鹽混合物；特別是以硫酸反應(yīng)，硫鐵礦生產(chǎn)硫酸產(chǎn)生廢渣，而為了分離廢渣又將硫酸消耗掉了，硫鐵礦廢渣量太大了，作為重要工業(yè)原料的硫酸失去了來(lái)源。由于技術(shù)瓶頸，我國(guó)硫酸工業(yè)正面臨兩難困境:以硫鐵礦生產(chǎn)，廢渣難以分離回收；以硫(S)礦生產(chǎn)，資源有限，不能滿足我國(guó)硫酸工業(yè)的發(fā)展需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]發(fā)明原理:
[0005]根據(jù)現(xiàn)有知識(shí)，氧化鐵和/或氧化亞鐵溶解于酸，而磷酸是中強(qiáng)酸或弱酸，它幾乎不具有氧化性，所以只有液態(tài)濃磷酸(80% -85% )才能溶解氧化鐵和/或氧化亞鐵而在短時(shí)間內(nèi)不與氧化鐵和/或氧化亞鐵化學(xué)反應(yīng)。濃磷酸只有在24小時(shí)以上的長(zhǎng)時(shí)間放置條件下，才與三氧化二鐵和/或氧化亞鐵緩慢反應(yīng)；而在50%以下的稀磷酸水溶液中，氧化鐵和/或氧化亞鐵則立即分離沉淀；因?yàn)榱姿嵋兹苡谒c水結(jié)合，水是極性分子，水分子分隔和破壞了氧化鐵和/或氧化亞鐵分子與磷酸分子之間的極性吸引，而使氧化鐵和/或氧化亞鐵分子脫離磷酸分子、游離聚集沉淀。本發(fā)明利用濃磷酸只溶解氧化鐵和/或氧化亞鐵，而不與之化學(xué)反應(yīng)，在稀磷酸水溶液中沉淀析出三氧化二鐵和/或氧化亞鐵的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)硫鐵礦燒(廢)渣的分離回收。
[0006]二氧化硅、硫及銅、鉛、鋅、鉆、金和銀等微量金屬單質(zhì)不溶于濃磷酸。
[0007]對(duì)二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，也可以用二硫化碳或四氯化碳或苯溶解硫，沉淀分離二氧化硅、及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物；真空降壓蒸發(fā)，分離回收二硫化碳或四氯化碳或苯，同時(shí)分離回收硫。
[0008]根據(jù)現(xiàn)有知識(shí)，磷酸的熔點(diǎn)是21 °C，這有利于磷酸從其稀水溶液中降溫沉淀分離、脫水回收。
[0009]本發(fā)明的以濃磷酸溶解含三氧化二鐵即氧化鐵和氧化亞鐵廢渣、再加水稀釋磷酸、沉淀析出分離回收三氧化二鐵即氧化鐵和氧化亞鐵的方法是本發(fā)明的核心技術(shù)即創(chuàng)新必要技術(shù)特征。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0011]一.以足量的水浸泡硫鐵礦燒渣即硫酸渣，并攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間1-2小時(shí)，使硫酸洛中的氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂而成為懸浮乳濁液，靜置，使三氧化二鐵或/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(zhì)混合物立即沉淀分離；同時(shí)分離氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液；
[0012]二.向上述(一)的氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液中加入足量的二氧化碳CO2或空氣，攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌反應(yīng)時(shí)間2-8小時(shí)，使氫氧化鈣、氫氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂而立即沉淀分離，再?gòu)臍溲趸X懸浮乳濁液中沉淀或過(guò)濾分離氫氧化鋁，回收氫氧化鋁，水循環(huán)利用；
[0013]三.將上述(一)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(zhì)混合物堆放自然浙水，或/和將其在25°C --10(TC、壓強(qiáng)25pa-100pa的條件下，以真空攪拌脫水；除去過(guò)量的水分；不需要絕對(duì)完全干燥；
[0014]四.向上述(二)的碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂混合物中加入足量的稀硫酸水溶液，攪拌，使碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂生成石膏硫酸鈣和硫酸鎂水溶液，靜置沉淀分離回收石膏硫酸鈣，并將硫酸鎂水溶液真空脫水干燥，壓強(qiáng)25pa-100pa，溫度250C --100°C，干燥時(shí)間8小時(shí)-24小時(shí)，分離回收硫酸鎂；此步亦可省略，而將碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂混合物直接用作建筑材料；
[0015]五.在常溫下，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(zhì)的混合物中，加入過(guò)量的80% —85%的濃磷酸，濃磷酸與三氧化二鐵或/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(zhì)混合物的體積比為4-6: I即4至6比I;濃磷酸用量不必過(guò)大，以能夠完全溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、并能夠過(guò)濾出濃磷酸與三氧化二鐵或/和氧化亞鐵的溶液為準(zhǔn)；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(zhì)的混合物需要分多次或連續(xù)勻速加入濃磷酸攪拌溶解；攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間10-60分鐘，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵完全溶解于濃磷酸后，立即在壓力下過(guò)濾，分離二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物；并用適量的水?dāng)嚢柘礈於趸琛⒘蚣拔⒘康你~、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循環(huán)利用；此步驟濃磷酸溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵是放熱溶解，若溶解溫度過(guò)高，可在溶解過(guò)程中以冷氣或25V以下的空氣制冷降溫或/和在溶解容器外部以冷卻水降溫，使?jié)饬姿崛芙鉁囟仍?5°C --50°C;溶解時(shí)間在I小時(shí)以內(nèi)；冷卻水可以在下述(六)，用來(lái)稀釋磷酸；
[0016]六.將上述(五)的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及濃磷酸的溶液立即加入水稀釋，使磷酸在磷酸水溶液中質(zhì)量含量下降至30% —50%,攪拌均勻，靜置，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵從稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分離，回收三氧化二鐵或/和氧化亞鐵；
[0017]七.將上述(六)的稀磷酸水溶液真空濃縮脫水，加熱溫度40°C --10(TC，壓強(qiáng)25pa—100pa，時(shí)間8_24小時(shí)，使磷酸質(zhì)量含量在80% —85%，磷酸循環(huán)利用；或?qū)⑸鲜鱿×姿崴芤航禍刂?°C _15°C，使磷酸呈凝膠晶體狀沉淀析出，也可加入少量的氧化鋁或氫氧化鋁，攪拌，靜置，加速磷酸在1°C _15°C下沉淀析出，取出磷酸沉淀層以上的水分，磷酸和水分別循環(huán)利用；氫氧化鋁不溶于濃磷酸，可在氫氧化鋁、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物中加入適量的水，攪拌，靜置，懸浮，沉淀或過(guò)濾分離氫氧化鋁，水循環(huán)利用；
[0018]八.將上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，加入足量的氧氣O2燃燒，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分離二氧化硅、及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；
[0019]九.將上述(八)的二氧化硅及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物，加入足量的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液，攪拌反應(yīng)，使二氧化硅生成硅酸鈉/硅酸鉀水溶液；
[0020]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20, Si02+2K0H = K2Si03+H20 ；
[0021]沉淀析出分離微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；將硅酸鈉或硅酸鉀水溶液真空濃縮脫水干燥，壓強(qiáng)25pa—100pa，時(shí)間8_24小時(shí)，回收硅酸鈉或硅酸鉀；
[0022]十.將上述(九)的微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物回收再利用。
[0023]本發(fā)明，沒(méi)有特別說(shuō)明的，均為常溫和常壓。
[0024]有益效果:
[0025]1.本發(fā)明極大的節(jié)約了廢渣堆放土地。
[0026]2.本發(fā)明節(jié)約和有效利用了寶貴的自然資源。
[0027]3.本發(fā)明保護(hù)了水環(huán)境和水資源。
[0028]4.本發(fā)明開(kāi)辟了三氧化二鐵即氧化鐵和氧化亞鐵、氫氧化鋁等原材料的新的廣闊的原材料來(lái)源，節(jié)約了能源。
[0029]5.本發(fā)明安全生產(chǎn)，杜絕易燃、有毒氣體排放。
[0030]本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案:
[0031 ] 一.以足量的水浸泡硫鐵礦燒渣即硫酸渣，并攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間1-2小時(shí)，使硫酸洛中的氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂而成為懸浮乳濁液，靜置，使三氧化二鐵或/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(zhì)混合物立即沉淀分離；同時(shí)分離氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液；
[0032]二.向上述(一)的氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液中加入足量的二氧化碳CO2或空氣，攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌反應(yīng)時(shí)間2-8小時(shí)，使氫氧化鈣、氫氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂而立即沉淀分離，再?gòu)臍溲趸X懸浮乳濁液中沉淀或過(guò)濾分離氫氧化鋁，回收氫氧化鋁，水循環(huán)利用；
[0033]三.將上述(一)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(zhì)混合物堆放自然浙水，或/和將其在25°C --10(TC、壓強(qiáng)25pa-100pa的條件下，以真空攪拌脫水；除去過(guò)量的水分；不需要絕對(duì)完全干燥；
[0034]四.向上述(二)的碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂混合物中加入足量的稀硫酸水溶液，攪拌，使碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂生成石膏硫酸鈣和硫酸鎂水溶液，靜置沉淀分離回收石膏硫酸鈣，并將硫酸鎂水溶液真空脫水干燥，壓強(qiáng)25pa-100pa，溫度250C —100°C，干燥時(shí)間8小時(shí)-24小時(shí)，分離回收硫酸鎂；
[0035]五.在常溫下，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(zhì)的混合物中，加入過(guò)量的80% -85%的濃磷酸，濃磷酸與三氧化二鐵或/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(zhì)混合物的體積比為4-6: I ;濃磷酸用量不必過(guò)大，以能夠完全溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、并能夠過(guò)濾出濃磷酸與三氧化二鐵或/和氧化亞鐵的溶液為準(zhǔn)；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(zhì)的混合物需要分多次或連續(xù)勻速加入濃磷酸攪拌溶解；攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間10-60分鐘，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵完全溶解于濃磷酸后，立即在壓力下過(guò)濾，分離二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物；并用適量的水?dāng)嚢柘礈於趸?、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循環(huán)利用；此步驟濃磷酸溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵是放熱溶解，若溶解溫度過(guò)高，可在溶解過(guò)程中以冷氣或25°C以下的空氣制冷降溫或/和在溶解容器外部以冷卻水降溫，使?jié)饬姿崛芙鉁囟仍?5V -500C ;溶解時(shí)間在I小時(shí)以內(nèi)；冷卻水可以在下述(六)，用來(lái)稀釋磷酸；
[0036]六.將上述(五)的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及濃磷酸的溶液立即加入水稀釋，使磷酸在磷酸水溶液中質(zhì)量含量下降至30% —50%,攪拌均勻，靜置，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵從稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分離，回收三氧化二鐵或/和氧化亞鐵；
[0037]七.將上述(六)的稀磷酸水溶液真空濃縮脫水，加熱溫度40°C-10(TC，壓強(qiáng)25pa—10pa,時(shí)間8_24小時(shí)，使磷酸質(zhì)量含量在80% —85%，磷酸循環(huán)利用；
[0038]八.將上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，加入足量的氧氣O2燃燒，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分離二氧化硅、及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；
[0039]九.將上述(八)的二氧化硅及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物，加入足量的氫氧化鈉水溶液，攪拌反應(yīng)，使二氧化硅生成硅酸鈉水溶液；
[0040]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20 ；
[0041]沉淀析出分離微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；將硅酸鈉水溶液真空濃縮脫水干燥，壓強(qiáng)25pa-100pa，時(shí)間8_24小時(shí)，回收硅酸鈉；
[0042]十.將上述(九)的微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物回收再利用?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0043]實(shí)施例:
[0044]—.以足量的水浸泡硫鐵礦燒渣即硫酸渣，并攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間1-2小時(shí)，使硫酸洛中的氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂而成為懸浮乳濁液，靜置，使三氧化二鐵或/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(zhì)混合物立即沉淀分離；同時(shí)分離氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液；
[0045]二.向上述(一)的氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液中加入足量的二氧化碳CO2或空氣，攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌反應(yīng)時(shí)間2-8小時(shí)，使氫氧化鈣、氫氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂而立即沉淀分離，再?gòu)臍溲趸X懸浮乳濁液中沉淀或過(guò)濾分離氫氧化鋁，回收氫氧化鋁，水循環(huán)利用；
[0046]三.將上述(一)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(zhì)混合物堆放自然浙水，或/和將其在25°C --10(TC、壓強(qiáng)25pa-100pa的條件下，以真空攪拌脫水；除去過(guò)量的水分；不需要絕對(duì)完全干燥；
[0047]四.將上述(二)的碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂混合物直接用作建筑材料；
[0048]五.在常溫下，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(zhì)的混合物中，加入過(guò)量的80% -85%的濃磷酸，濃磷酸與三氧化二鐵或/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(zhì)混合物的體積比為4-6: I ;濃磷酸用量不必過(guò)大，以能夠完全溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、并能夠過(guò)濾出濃磷酸與三氧化二鐵或/和氧化亞鐵的溶液為準(zhǔn)；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(zhì)的混合物需要分多次或連續(xù)勻速加入濃磷酸攪拌溶解；攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間10-60分鐘，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵完全溶解于濃磷酸后，立即在壓力下過(guò)濾，分離二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物；并用適量的水?dāng)嚢柘礈於趸琛⒘蚣拔⒘康你~、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循環(huán)利用；此步驟濃磷酸溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵是放熱溶解，若溶解溫度過(guò)高，可在溶解過(guò)程中以冷氣或25°C以下的空氣制冷降溫或/和在溶解容器外部以冷卻水降溫，使?jié)饬姿崛芙鉁囟仍?5°C -50°C ;溶解時(shí)間在I小時(shí)以內(nèi)；冷卻水可以在下述(六)，用來(lái)稀釋磷酸；
[0049]六.將上述(五)的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及濃磷酸的溶液立即加入水稀釋，使磷酸在磷酸水溶液中質(zhì)量含量下降至30% —50%,攪拌均勻，靜置，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵從稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分離，回收三氧化二鐵或/和氧化亞鐵；
[0050]七.將上述(六)的稀磷酸水溶液降溫至1°C _15°C，使磷酸呈凝膠晶體狀沉淀析出，也可加入少量的氧化鋁或氫氧化鋁，攪拌，靜置，加速磷酸在rc -15°C下沉淀析出，取出磷酸沉淀層以上的水分，使磷酸質(zhì)量含量在80% -85%，磷酸和水分別循環(huán)利用；氫氧化鋁不溶于濃磷酸，可在氫氧化鋁、二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物中加入適量的水，攪拌，靜置，懸浮，沉淀或過(guò)濾分離氫氧化鋁，水循環(huán)利用；
[0051]八.將上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，加入足量的氧氣O2燃燒，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分離二氧化硅、及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；
[0052]九.將上述(八)的二氧化硅及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物，加入足量的氫氧化鉀水溶液，攪拌反應(yīng)，使二氧化硅生成硅酸鉀水溶液；
[0053]Si02+2K0H = K2Si03+H20 ；
[0054]沉淀析出分離微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；將硅酸鉀水溶液真空濃縮脫水干燥，壓強(qiáng)25pa—100pa，時(shí)間8_24小時(shí)，回收硅酸鈉或硅酸鉀；
[0055]十.將上述(九)的微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物回收再利用。
【權(quán)利要求】
1.硫鐵礦燒渣的分離回收方法，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(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間1-2小時(shí)，使硫酸洛中的氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂而成為懸浮乳濁液，靜置，使三氧化二鐵或/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(zhì)混合物立即沉淀分離；同時(shí)分離氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液； 二.向上述(一)的氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂懸浮乳濁液中加入足量的二氧化碳CO2或空氣，攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌反應(yīng)時(shí)間2-8小時(shí)，使氫氧化鈣、氫氧化鎂分別轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂而立即沉淀分離，再?gòu)臍溲趸X懸浮乳濁液中沉淀或過(guò)濾分離氫氧化鋁，回收氫氧化鋁，水循環(huán)利用； 三.將上述(一)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(zhì)混合物堆放自然浙水，或/和將其在25°C --10(TC、壓強(qiáng)25pa-100pa的條件下，以真空攪拌脫水；除去過(guò)量的水分；不需要絕對(duì)完全干燥； 四.向上述(二)的碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂混合物中加入足量的稀硫酸水溶液，攪拌，使碳酸鈣和碳酸鎂或堿式碳酸鎂生成石膏硫酸鈣和硫酸鎂水溶液，靜置沉淀分離回收石膏硫酸鈣，并將硫酸鎂水溶液真空脫水干燥，壓強(qiáng)25pa-100pa，溫度25°C -100°C,干燥時(shí)間8小時(shí)-24小時(shí)，分離回收硫酸鎂；或?qū)⑻妓徕}和碳酸鎂或堿式碳酸鎂混合物直接用作建筑材料； 五.在常溫下，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(zhì)的混合物中，加入過(guò)量的80% —85%的濃磷酸，濃磷酸與三氧化二鐵或/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(zhì)混合物的體積比為4-6: I即4至6比I;濃磷酸用量不必過(guò)大，以能夠完全溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵、并能夠過(guò)濾出濃磷酸與三氧化二鐵或/和氧化亞鐵的溶液為準(zhǔn)；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(zhì)的混合物需要分多次或連續(xù)勻速加入濃磷酸攪拌溶解；攪拌，轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)-200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間10-60分鐘，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵完全溶解于濃磷酸后，立即在壓力下過(guò)濾，分離二氧化硅、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物；并用適量的水?dāng)嚢柘礈於趸?、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循環(huán)利用；此步驟濃磷酸溶解三氧化二鐵或/和氧化亞鐵是放熱溶解，若溶解溫度過(guò)高，可在溶解過(guò)程中以冷氣或25°C以下的空氣制冷降溫或/和在溶解容器外部以冷卻水降溫，使?jié)饬姿崛芙鉁囟仍?5°C --50°C;溶解時(shí)間在I小時(shí)以內(nèi)；冷卻水可以在下述(六)，用來(lái)稀釋磷酸； 六.將上述(五)的三氧化二鐵或/和氧化亞鐵及濃磷酸的溶液立即加入水稀釋，使磷酸在磷酸水溶液中質(zhì)量含量下降至30% —50%,攪拌均勻，靜置，使三氧化二鐵或/和氧化亞鐵從稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分離，回收三氧化二鐵或/和氧化亞鐵； 七.將上述(六)的稀磷酸水溶液真空濃縮脫水，加熱溫度40°C-10(TC，壓強(qiáng)25pa—10pa,時(shí)間8_24小時(shí)，使磷酸質(zhì)量含量在80% —85%，磷酸循環(huán)利用；或?qū)⑸鲜鱿×姿崴芤航禍刂羖°c -15°C，使磷酸呈凝膠晶體狀沉淀析出，也可加入少量的氧化鋁或氫氧化鋁，攪拌，靜置，加速磷酸在TC-15°C下沉淀析出，取出磷酸沉淀層以上的水分，磷酸和水分別循環(huán)利用； 八.將上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)混合物，加入足量的氧氣O2燃燒，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分離二氧化硅、及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物； 九.將上述(八)的二氧化硅及微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物，加入足量的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液，攪拌反應(yīng)，使二氧化硅生成硅酸鈉/硅酸鉀水溶液；
Si02+2Na0H = Na2Si03+H20, Si02+2K0H = K2Si03+H20 ； 沉淀析出分離微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物；將硅酸鈉或硅酸鉀水溶液真空濃縮脫水干燥，壓強(qiáng)25pa—100pa，時(shí)間8_24小時(shí)，回收硅酸鈉或硅酸鉀； 十.將上述(九)的微量的銅、鉛、鋅、鈷、金和銀等微量金屬單質(zhì)或其氧化物的混合物回收再利用。
【文檔編號(hào)】B09B5/00GK104384169SQ201410529726
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】耿兆翔 申請(qǐng)人:耿兆翔