專利名稱：酸浸-堿溶聯(lián)合處理硫鐵礦燒渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理硫鐵礦燒渣的方法，特別是酸浸-堿溶聯(lián)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(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)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(shù)也可用于赤泥的處理。
背景技術(shù)：
硫鐵礦燒渣是硫鐵礦制硫酸過程中的廢渣，生產(chǎn)每噸硫酸排出燒渣0. 8噸，每年的燒渣數(shù)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(yè)關(guān)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(lǐng)域，而且從技術(shù)和市場方面受到許多條件的限制。目前，我國大多數(shù)硫鐵礦制酸企業(yè)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(shù)幾家企業(yè)使用45%以上的硫精礦。許多硫鐵礦制酸企業(yè)的入爐礦品位甚至連30%都不能保證。因此，硫鐵礦制酸企業(yè)產(chǎn)生的燒渣鐵含量普遍較低，含鐵量多在40% — 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(jì)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(fā)了燒渣制磚、生產(chǎn)氧化鐵紅等鐵系精細(xì)化工產(chǎn)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(guī)模生產(chǎn)狀態(tài)。近年來，隨著國內(nèi)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(yè)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(yè)所重視。我國要求煉鐵原料標(biāo)準(zhǔn)為Fe > 50 %，S彡0. 3 %，P彡0. 1 % -0. 25 %， As 彡 0. 07%, Pb 彡 0. 10%, Zn 彡 0. 10%, Cu ^ 0. 2%, Sn ^ 0. 08%。硫鐵礦燒·中所含硫和砷是影響其用于鐵精礦的關(guān)鍵，因此要想實現(xiàn)硫鐵礦燒渣作為煉鐵原料的設(shè)想，必須完成燒渣中雜質(zhì)的脫除及有效成分的富集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種酸浸-堿溶聯(lián)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(zhì)，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(fù)合肥等產(chǎn)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(jié)能減排效果好而且可以提高資源利用率。本發(fā)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(yīng)活性較低的特點，脫除燒渣中包括硫、砷在內(nèi)的堿性氧化物雜質(zhì)，使鐵仍以氧化物形式在固相中，相當(dāng)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(yīng)如下
權(quán)利要求
1. 一種酸浸-堿溶聯(lián)合處理硫鐵礦燒渣方法，其特征在于如下工藝步驟 <1>酸浸取硫鐵礦燒渣利用硝酸與硫鐵礦燒渣反應(yīng)活性較低的特點，脫除燒渣中包括硫、砷在內(nèi)的堿性氧化物雜質(zhì)，使鐵仍以氧化物形式在固相中，相當(dāng)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(yīng)如下 6HN03+Fe203 = 2Fe (NO3) 3+3H20(1)CaS04+2HN03 = Ca (NO3) 2+H2S04(2)Mg0+2HN03 = Mg (NO3) 2+H20(3)Pb0+2HN03 = Pb (NO3) 2+H20(4)Cu0+2HN03 = Cu (NO3) 2+H20(5)Zn0+2HN03 = Zn (NO3) 2+H20(6)根據(jù)化學(xué)計量關(guān)系，硝酸理論用量計算式為Mfmh 二2MCaSCh+2MCu0+2MZn0 +αΜ其它氧化物式中，M——物質(zhì)的量。為了最大限度的脫除雜質(zhì)，將采用數(shù)倍的硝酸理論用量，稱作硝酸過量系數(shù)，用R表按照上述硝酸理論用量計算式計算，經(jīng)過正交試驗得出酸浸優(yōu)化工藝條件為硝酸濃度為6mol ·Ι^，酸浸取時間為60min，溫度為50°C，硝酸過量系數(shù)R為15，過濾后，固相為酸浸渣、液相為酸浸液。<2>采用酸浸液制備磷酸鐵在上述酸浸液中加入磷酸二氫銨，在pH值為1.5， η (PO43O/n (Fe3+) =5 1，溫度為80°C的條件下反應(yīng)60min，酸浸液中的鐵離子形成磷酸鐵沉淀，液相為除鐵酸浸液；<3>對除鐵酸浸液脫砷處理在上述的除鐵酸浸液中加入氨水，在pH值為8. 0，F(xiàn)e/As =5，溫度為30°C的條件下進行反應(yīng)池，得固相砷渣，液相為凈化酸浸液；<4>用凈化酸浸液制備硝基復(fù)合肥根據(jù)不同要求調(diào)整氮、磷、鉀比例，用于制備固態(tài)硝基復(fù)合肥料及清液硝基復(fù)合肥料；<5>對酸浸渣堿溶處理在上述固相酸浸渣中加入濃度為4mol · L—1的氫氧化鈉溶液， 該氫氧化鈉用量為理論用量的100%，在溫度為170°C的條件下進行反應(yīng)證，堿溶脫除酸浸渣中的部分二氧化硅，堿溶后得固相鐵精礦，用于煉鐵原料，液相堿解液，在該堿解液中加入鹽酸進行酸化處理，生成白炭黑產(chǎn)品，該產(chǎn)品質(zhì)量符合HG/T3061-2009國家標(biāo)準(zhǔn)，得液相氯化鈉，用于燒堿原料。
全文摘要
一種酸浸-堿溶聯(lián)合處理硫鐵礦燒渣方法，主要是采用硝酸浸取硫鐵礦燒渣，脫除包括硫、砷在內(nèi)的堿性氧化物雜質(zhì)，使大部分鐵仍以氧化鐵形式存在于固相中，對鐵進行有效地富集，鐵富集率＞90％，脫硫率＞98％，脫砷率＞99％，固相為酸浸渣、液相為酸浸液。當(dāng)硫鐵礦燒渣中二氧化硅含量＞15％而總鐵含量可達(dá)到50％左右時，需堿溶處理，堿溶渣即為鐵精礦，堿溶液酸化后得到白炭黑，液相為氯化鈉溶液可用于燒堿原料。酸浸液加入磷酸二氫銨生成磷酸鐵，可用于磷酸鐵鋰電磁材料的原料、陶瓷原料，再除砷后，得到凈化酸浸液，可用于生產(chǎn)硝基復(fù)合肥料。能使硫鐵礦燒渣得到充分綜合利用，提高資源利用率，且節(jié)能減排效果好，有利于環(huán)保，又能使硫鐵礦制酸業(yè)清潔生產(chǎn)。
文檔編號C22B3/44GK102534187SQ201110427389
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者姬紅, 師兆忠, 張鐳, 景中建, 王明瑞, 胡斌杰, 韓艷霞 申請人:師兆忠