專利名稱：：一種低品位硫酸渣選鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種硫酸渣選鐵的方法，特別是涉及一種利用低品位硫酸渣(含鐵3040%)制備鐵精粉的方法。
背景技術(shù)：
：硫鐵礦燒渣又稱硫酸渣和黃鐵礦燒渣，是硫鐵礦通過(guò)沸騰爐焙燒制取硫酸后排出的一種工業(yè)固體廢渣，這幾乎是所有制酸化工廠的必然產(chǎn)物。然而硫酸渣是一種富含鐵的固廢物質(zhì)，而我國(guó)又缺乏鐵資源，可被視作一種二次資源。自從2003年起，我國(guó)每年隨硫酸渣排放的鐵約為500多萬(wàn)噸，相當(dāng)于一座年開(kāi)采能力為1150萬(wàn)噸的鐵礦山的年產(chǎn)精礦量，甚至和我國(guó)1991年全國(guó)地方中小鐵礦山鐵精礦產(chǎn)量的1/3左右相當(dāng)。如此巨大數(shù)量的硫酸渣，如不能及時(shí)開(kāi)發(fā)利用，潛在資源長(zhǎng)期堆放極為可惜。因此研究處理燒渣，取得煉鐵的合格原料，不僅能補(bǔ)充我國(guó)并不豐富的鐵礦資源，充分回收利用國(guó)家的礦產(chǎn)資源，而且還消除了硫酸渣對(duì)環(huán)境的污染，這樣才能變害為益，變潛在資源為可用資源。傳統(tǒng)硫酸渣提取鐵精粉的方法包括磁選、重選、重選、重選_磁選聯(lián)合等。對(duì)于重選，由于硫酸渣主要鐵礦物是由硫鐵礦焙燒而成，結(jié)構(gòu)疏松，密度比相同成分的天然礦物低，赤鐵礦和磁鐵礦與脈石的密度相當(dāng)，影響了重力分選的最終指標(biāo)，更重要的是由于沒(méi)有采取降硫措施，鐵精礦中硫的含量偏高，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不夠理想。對(duì)于磁選，只有燒渣中含有磁性較強(qiáng)的磁鐵礦，用磁選機(jī)分選可以獲得較高品位的鐵精礦。但目前我國(guó)磁性渣量少，大多數(shù)燒渣采用單一磁選難以獲得較高品位的精礦。對(duì)于浮選，只有鐵礦燒渣中各礦物特性符合浮選分離的條件，利用浮選技術(shù)分選出合格鐵精礦是比較可行的。另外，工藝條件的控制要求較高，工藝廢水須經(jīng)處理才能回用。因此，無(wú)論采用物理或單一化學(xué)的法所獲得的鐵精粉難以滿足煉鐵對(duì)原料的需要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低品位硫酸渣選鐵的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，獲得的鐵精粉品位高、硫的含量低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于它包括如下步驟1)水熱按硫酸渣堿液=100g:(60200)mL，選取硫酸渣和堿液，堿液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為550%;將硫酸渣與堿液混勻，置于聚四氟乙烯罐中送至烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度控制在5025(TC、水熱時(shí)間為0.54h，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌1060min后，用水洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料(濾渣)，并保存濾液；3)藥劑浸出按硫酸渣浸出藥劑=100g:(200lOOO)mL，選取浸出藥劑；將浸出藥劑和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)，浸出溫度O10(TC、浸出時(shí)間30120min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑]，濾渣烘干獲得鐵精粉。步驟l)中的硫酸渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸所排出的工業(yè)固體廢渣，所述硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為3040%(即低品位硫酸渣)。所述的硫酸渣不需磨礦，可直接使用。所述堿液為無(wú)機(jī)堿類溶液，主要包括碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、過(guò)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。所述浸出藥劑為無(wú)機(jī)強(qiáng)酸，主要包括鹽酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液等無(wú)機(jī)強(qiáng)酸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18%。所述水無(wú)特殊要求，可以是自來(lái)水、井水、河水或江水等。所述步驟2)中水的用量為硫酸渣重量的100200%。步驟2)中的濾液中加入生石灰或石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的堿液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟l)中];生石灰或石灰水的加入量為硫酸渣重量的2050%。本發(fā)明的有益效果是1、采用水熱-化學(xué)浸出處理聯(lián)合工藝處理硫酸渣，從而獲得高品位的鐵精礦；工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)工業(yè)化。2、制備的鐵精粉品位高(57%以上)，可以直接燒結(jié)。3、回收率高達(dá)82%以上，資源得到充分利用。4、鐵精粉中有害元素硫的含量很低(S<0.1%)，完全達(dá)到煉鐵的要求。經(jīng)本發(fā)明方法處理后，可獲得含鐵59.01%，含硫低于0.1%，回收率82.12%的鐵精粉，可以直接作為煉鐵原料，使硫鐵礦中的鐵資源在利用硫的同時(shí)得到充分、高效的利用，為硫酸渣的資源化開(kāi)拓了廣闊的前景。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，一種低品位硫酸渣選鐵的方法，它包括如下步驟1)水熱原料來(lái)自于湖南瀘溪地區(qū)，該硫酸渣呈棕紅色，以赤鐵礦為主；取鐵品位38.04%的硫酸渣100g，不需磨礦，加入100mL、10wt^的碳酸鈉溶液(即碳酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，表示100g碳酸鈉溶液中含碳酸鈉10g)在聚四氟乙烯罐(圖1中稱為水熱罐)中充分混勻后，將混勻后的物料在烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度為15(TC，水熱時(shí)間為120min，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌30min后，用100mL自來(lái)水充分洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料(濾渣)，并保存濾液；3)濾液的活化步驟2)中的濾液中加入28g的生石灰，充分反應(yīng)，得到活化后的堿液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟1)中];44)藥劑浸出選取300mL鹽酸溶液(浸出藥劑)，鹽酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%;將鹽酸溶液和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)(即浸泡)，浸出溫度20°C、浸出時(shí)間60min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑]，濾渣烘干獲得鐵品位為59.01%、硫含量低于O.1%、回收率82.12%鐵精粉。硫酸渣原料主要化學(xué)成分見(jiàn)表1，處理后的鐵精粉的主要化學(xué)成分見(jiàn)表2。表1硫酸渣原料主要化學(xué)成分項(xiàng)目FeSSi02A1AMgOCaOZnO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％59.010.0843.560.281.981.420.75實(shí)施例2:—種低品位硫酸渣選鐵的方法，它包括如下步驟1)水熱原料來(lái)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、20wt^的氫氧化鈉溶液(即氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，表示lOOg氫氧化鈉溶液中含氫氧化鈉20g)在聚四氟乙烯罐中充分混勻后，將混勻后物料放入烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度為200°C，水熱時(shí)間為100min，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌40min后，用120mL河水充分洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料(濾渣)，并保存濾液；3)濾液的活化步驟2)中的濾液中加入36g石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的堿液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟1)中];4)藥劑浸出選取600mL硝酸溶液(浸出藥劑)，硝酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%(表示lOOg硝酸溶液中含硝酸20g);將硝酸溶液和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)(即浸泡)，浸出溫度25t:、浸出時(shí)間45min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑]，濾渣烘干獲得鐵品位為60.99%、硫含量低于0.1%、回收率84.38%的鐵精粉。硫酸渣原料主要化學(xué)成分見(jiàn)表3，處理后的鐵精粉的主要化學(xué)成分見(jiàn)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<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3:—種低品位硫酸渣選鐵的方法，它包括如下步驟1)水熱原料來(lái)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37.76X各50g，混勻后，加入65mL、35wt^的氫氧化鈉溶液在聚四氟乙烯罐中充分混勻后，將混勻后物料放入烘箱中水熱反應(yīng)，其中水熱溫度為16(TC，水熱時(shí)間為100min;2)水洗將水熱后的物料攪拌50min后，用200mL江水充分洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料(濾渣)，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟l)中];3)濾液的活化步驟2)中的濾液中加入33g石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的堿液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟1)中];4)藥劑浸出選取300mL硫酸溶液(浸出藥劑)，硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%;將硫酸溶液和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)(即浸泡)，浸出溫度1(TC、浸出時(shí)間30min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑]，濾渣烘干獲得鐵品位為57.70%、硫含量低于O.1%、回收率80.66%的鐵精粉。硫酸渣原料主要化學(xué)成分見(jiàn)表5，處理后的鐵精粉的主要化學(xué)成分見(jiàn)表6。表5硫酸渣原料主要化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表6處理后鐵精粉的主要化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例4:—種低品位硫酸渣選鐵的方法，它包括如下步驟1)水熱選取硫酸渣100g和lOOmL氫氧化鉀溶液，氫氧化鉀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為30%;將硫酸渣與氫氧化鉀溶液混勻，置于聚四氟乙烯罐中送至烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度控制在5(TC、水熱時(shí)間為0.5h，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌10min后，用150mL水洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料(濾渣)，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟l)中];3)藥劑浸出選取200mL的磷酸溶液(浸出藥劑)，磷酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%;將磷酸溶液和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)，浸出溫度Ot:、浸出時(shí)間30min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑]，濾渣烘干獲得鐵精粉。實(shí)施例5:—種低品位硫酸渣選鐵的方法，它包括如下步驟1)水熱選取100g硫酸渣和200mL堿液，堿液為氫氧化鉀溶液和過(guò)氧化鈉溶液的混合，氫氧化鉀溶液與過(guò)氧化鈉溶液各占lOOmL，堿液為氫氧化鉀溶液和過(guò)氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為50%，所述硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為40%;將硫酸渣與堿液混勻，置于聚四氟乙烯罐中送至烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度控制在25(TC、水熱時(shí)間為4h，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌60min后，用200mL水洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料(濾渣)，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為堿液用于步驟l)中];3)藥劑浸出選取1000mL浸出藥劑，浸出藥劑為磷酸溶液和硝酸溶液，磷酸溶液和硝酸溶液各占500mL，磷酸溶液和硝酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為8%;將浸出藥劑和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)，浸出溫度10(TC、浸出時(shí)間120min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液[可重復(fù)使用，作為浸出藥劑]，濾渣烘干獲得鐵精粉。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)利要求一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于它包括如下步驟1)水熱按硫酸渣∶堿液＝100g∶(60～200)mL，選取硫酸渣和堿液，堿液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～50％；將硫酸渣與堿液混勻，置于聚四氟乙烯罐中送至烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度控制在50～250℃、水熱時(shí)間為0.5～4h，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌10～60min后，用水洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料，并保存濾液；3)藥劑浸出按硫酸渣∶浸出藥劑＝100g∶(200～1000)mL，選取浸出藥劑；將浸出藥劑和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)，浸出溫度0～100℃、浸出時(shí)間30～120min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液，濾渣烘干獲得鐵精粉。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于步驟l)中的硫酸渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸所排出的工業(yè)固體廢渣，所述硫酸渣中含鐵的質(zhì)量為3040%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于所述堿液為碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、過(guò)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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位硫酸渣選鐵的方法，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18%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于所述步驟2)中水的用量為硫酸渣重量的100200%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于步驟2)中的濾液中加入生石灰或石灰水，充分反應(yīng)，得到活化后的堿液；生石灰或石灰水的加入量為硫酸渣重量的2050%。全文摘要本發(fā)明涉及一種硫酸渣選鐵的方法。一種低品位硫酸渣選鐵的方法，其特征在于它包括如下步驟1)水熱按硫酸渣∶堿液＝100g∶(60～200)mL，選取硫酸渣和堿液，堿液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～50％；將硫酸渣與堿液混勻，置于聚四氟乙烯罐中送至烘箱中水熱反應(yīng)，水熱溫度控制在50～250℃、水熱時(shí)間為0.5～4h，得到水熱后的物料；2)水洗將水熱后的物料攪拌10～60min后，用水洗滌，過(guò)濾，得到水洗后的物料，并保存濾液；3)藥劑浸出按硫酸渣∶浸出藥劑＝100g∶(200～1000)mL，選取浸出藥劑；將浸出藥劑和水洗后的物料進(jìn)行浸出反應(yīng)，浸出溫度0～100℃、浸出時(shí)間30～120min，然后過(guò)濾，得到濾渣，并保存濾液，濾渣烘干獲得鐵精粉。該方法工藝簡(jiǎn)單，獲得的鐵精粉品位高、硫的含量低。文檔編號(hào)B22F9/04GK101733407SQ20101010457公開(kāi)日2010年6月16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,楊超,王焰新,田熙科,皮振邦申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)