專利名稱：一種硫酸渣回收鐵精粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢硫酸渣的綜合利用，尤其是涉及一種硫酸渣回收鐵精粉的方法。
背景技術(shù)：
接觸法生產(chǎn)硫酸是當(dāng)今生產(chǎn)硫酸的一種主要工藝，我國80%的硫酸采用該工藝生產(chǎn)。該工藝伴生大量鐵氧化物廢渣(每生產(chǎn)I噸硫酸大約要排放0.8噸的廢渣)，但目前這些廢渣的利用率較低，大部分堆存，既浪費資源，又造成環(huán)境污染。因此，綜合利用硫酸廢渣具有重要意義。目前，硫酸廢渣的綜合利用的處理方法主要有三個方面，即處理獲取鐵精粉，處理獲取含鐵精細(xì)化工產(chǎn)品(如海綿鐵、顏料、直接還原制鐵等)，作為建筑材料的添加劑(如水泥添加劑、磚添加劑等)。由于廢渣組分復(fù)雜，目前廢渣作為建筑材料添加劑直接方便，但使用量非常有限。同樣，硫酸廢渣用于制備鐵精細(xì)化工產(chǎn)品的成本高，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，利用價值有限。由硫酸廢渣生產(chǎn)鐵精粉既能增加硫酸廢渣的附加值，賦予其可觀的經(jīng)濟(jì)價值，又可以緩解硫酸生產(chǎn)對環(huán)境造成的壓力。目前我國對鐵精粉的需求量急劇上升，如鋼鐵行業(yè)需求的鐵精粉一大半的量需要進(jìn)口，售價節(jié)節(jié)攀升，致使很多鋼廠無法滿負(fù)荷生產(chǎn)，因此如果能充分利用硫酸廢渣，對于一些中小型的鋼廠來說，具有重要的意義。對于煉鐵用的鐵精粉，制備成鐵球團(tuán)的最低質(zhì)量要求是:含全鐵>60%，磷< 0.2%，二氧化硅<4%，硫<0.5%(紀(jì)羅軍，硫鐵礦燒渣資源的綜合利用，硫酸工業(yè)，2009，1，I)。另，按我國鐵精粉的質(zhì)量要求，C60 C67品級的含全鐵> 60%，磷< 0.3%，二氧化硅< 13%，硫< 0.4% ；H55 C65品級的含全鐵> 55%，磷< 0.4%，二氧化硅< 15%，硫< 0.4%。由于礦物原料的差異，硫酸渣的組成相差較大，但整體來說 ，硫酸渣大致分為高硅含量的廢渣和高硫含量的廢渣。因為硫酸渣的組成相差較大，處理方法也必須有針對性。硫酸渣處理得到鐵精粉的方法已經(jīng)有了不少研究，見報導(dǎo)的主要有研磨多級磁選、重選法、磁選重選法和氧化焙燒法等，主要目的在于富集廢渣中的全鐵含量。其中涉及磁選的方法較多，如:中國專利公開號為CN200910094476.5的發(fā)明專利申請公開了一種回收處理工業(yè)廢棄硫酸渣的方法，包括篩分、攪拌、磁選、酸浸、漂洗、干燥得含鐵原料；中國專利公開號為CN93111259.1的發(fā)明專利申請公開了一種制酸廠硫酸渣還原、磁化的方法，方便地把硫酸渣中Fe2O3還原為強(qiáng)磁性的Fe3CV FeO及少量Fe，可較容易地分離出鐵精粉等成分。然而這些處理方法總體存在回收率較低的缺點，難以形成工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)。也有一些方法具有針對目的，如娃含量較高時,考慮以去娃為主的方法,如:中國專利CN201010104578.3公開一種從硫酸渣提取精鐵粉的方法，主要步驟為:硫酸渣與熔融劑在100 500°C下熔融，水洗得濾渣，用藥劑將濾渣進(jìn)行浸出并過濾，得到濾渣烘干得到精鐵粉；中國專利CN201010104577.9公開一種從硫酸渣提取精鐵粉的方法，主要步驟為:硫酸渣和堿液在50°C 250°C下水熱反應(yīng)，水洗得濾渣，用藥劑將濾渣進(jìn)行浸出并過濾，得到濾渣烘干得到精鐵粉。針對含硫高的燒渣，也有研究報導(dǎo)，如中南工業(yè)大學(xué)梁景晟等(梁景晟等，用硫酸渣生產(chǎn)鐵金屬化團(tuán)塊的研究，礦產(chǎn)綜合利用，1998，4，22)以CaO或白云石為脫硫劑高溫直接還原焙燒(焙燒溫度為1150 1200°C，焙燒時間為3h)得到優(yōu)質(zhì)電爐煉鋼用直接還原鐵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供工藝簡單、鐵精粉回收率較高、生產(chǎn)效率較高的一種硫酸渣回收鐵精粉的方法。本發(fā)明包括以下步驟:I)在硫酸渣中加入脫硫劑A進(jìn)行反應(yīng)，攪拌過濾，收集濾液和濾渣；2)在步驟I)得到的濾渣中加入脫硫劑B進(jìn)行反應(yīng)，過濾，收集濾液和濾渣；3)在步驟2)得到的濾渣中加入酸進(jìn)行反應(yīng)，過濾，收集濾液和濾渣；4)將步驟3)得到的濾渣進(jìn)行干燥，即回收得到鐵精粉。在步驟I)中，所述脫硫劑A可采用硫化物，所述硫化物可選自硫化鈉或硫化鉀等；最好選用硫化鈉；脫硫劑A的加入量與硫酸渣中的硫的摩爾比可為(0.1 0.5):1 ;所述反應(yīng)的時間可為0.5 5h，反應(yīng)溫度和壓力任意；所得濾液可經(jīng)干燥處理得到副產(chǎn)品，也可直接保留在濾液中作為副廣品。在步驟2)中，所述脫硫劑B可采用碳酸鹽，所述碳酸鹽可選自碳酸鈉或碳酸銨等；脫硫劑B的加入量與濾渣中的硫的摩爾比可為(0.5 I):1 ;所述反應(yīng)的時間可為0.5 2h，反應(yīng)溫度和壓力任意；所得濾液可排放，但最好收集回收其中的鹽作為副產(chǎn)品。在步驟3)中， 所述酸最好采用鹽酸，鹽酸中的氯化氫含量與脫硫劑B的摩爾比可為(2 3): I ;所述反應(yīng)的時間可為0.5 2h，反應(yīng)溫度和壓力任意；所得濾液可經(jīng)過干燥處理得到副產(chǎn)品，也可直接保留在濾液中作為副產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有如下突出優(yōu)點:I)本發(fā)明通過兩步脫硫，可明顯降低鐵精粉產(chǎn)品中硫的含量；2 )所得鐵精粉產(chǎn)品的全鐵含量一般均可> 60%，回收率較高；3)方法簡單，可在常溫、常壓下操作；處理時間短，可間歇或連續(xù)操作，易形成工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)；4)加入的脫硫劑具有針對性，消耗小，鐵損失少。
具體實施例方式實施例1首先在釜中裝載適量的硫鐵礦廢渣(即硫酸渣，各組分含量分析如表I )，按原料中硫含量與硫化鈉的摩爾比0.5: I加入硫化鈉溶液,充分反應(yīng)約5h后過濾,濾液為多硫化鈉溶液，濾渣中再按濾渣中硫含量與碳酸鈉的摩爾比1:1加入碳酸鈉，充分反應(yīng)約2h后過濾，濾液為硫酸鈉溶液，濾渣中加入含有與所加碳酸鈉相同摩爾數(shù)HCl的鹽酸，充分反應(yīng)約2h后過濾，濾液主要為氯化鈣溶液，濾渣干燥即為鐵精粉產(chǎn)品。所得鐵精粉產(chǎn)品中，全鐵含量在61%以上，S含量在0.5%以下。鐵精粉產(chǎn)品組成如表2。實施例2
工藝流程同實施例1。首先在釜中裝載適量的硫鐵礦廢渣(即硫酸渣，各組分含量分析如表3)，按原料中硫含量與硫化鈉的摩爾比0.3: I加入硫化鈉溶液，充分反應(yīng)約2h后過濾，濾液為多硫化鈉溶液，濾渣中再按濾渣中硫含量與碳酸鈉的摩爾比0.8: I加入碳酸銨，充分反應(yīng)約Ih后過濾，濾液為硫酸銨溶液，濾渣中加入含有與所加碳酸鈉相同摩爾數(shù)HCl的鹽酸，充分反應(yīng)約Ih后過濾，濾液主要為氯化鈣溶液，濾渣干燥即為鐵精粉產(chǎn)品。所得鐵精粉產(chǎn)品中，全鐵含量在61%以上，S含量在0.5%以下。鐵精粉產(chǎn)品組成如表4。實施例3工藝流程同實施例1。首先在釜中裝載適量的硫鐵礦廢渣(即硫酸渣，各組分含量分析如表I )，按原料中硫含量與硫化鈉的摩爾比0.1: I加入硫化鈉溶液，反應(yīng)約0.5h后過濾，濾液為多硫化鈉溶液，濾渣中再按濾渣中硫含量與碳酸鈉的摩爾比0.5: I加入碳酸銨，反應(yīng)約0.5h后過濾,濾液為硫酸銨溶液，濾洛中加入含有與所加碳酸鈉相同摩爾數(shù)HCl的鹽酸，反應(yīng)約0.5h后過濾，濾液主要為氯化鈣溶液，濾渣干燥即為鐵精粉產(chǎn)品。表I硫鐵礦廢渣的組成(以氧化物計，%)
權(quán)利要求
1.一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在硫酸渣中加入脫硫劑A進(jìn)行反應(yīng)，攪拌過濾，收集濾液和濾渣； 2)在步驟I)得到的濾渣中加入脫硫劑B進(jìn)行反應(yīng)，過濾，收集濾液和濾渣； 3)在步驟2)得到的濾渣中加入酸進(jìn)行反應(yīng)，過濾，收集濾液和濾渣； 4)將步驟3)得到的濾渣進(jìn)行干燥，即回收得到鐵精粉。
2.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟I)中，所述脫硫劑A采用硫化物。
3.如權(quán)利要求2所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于所述硫化物選自硫化鈉或硫化鉀，優(yōu)選硫化鈉。
4.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟I)中，脫硫劑A的加入量與硫 酸渣中的硫的摩爾比為(0.1 0.5): I。
5.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟I)中，所述反應(yīng)的時間為0.5 5h。
6.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟2)中，所述脫硫劑B采用碳酸鹽。
7.如權(quán)利要求6所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于所述碳酸鹽選自碳酸鈉或碳酸銨。
8.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟2)中，所述脫硫劑B的加入量與濾渣中的硫的摩爾比為(0.5 I): I。
9.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟2)中，所述反應(yīng)的時間為0.5 2h。
10.如權(quán)利要求1所述一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，其特征在于在步驟3)中，所述酸采用鹽酸，鹽酸中的氯化氫含量與脫硫劑B的摩爾比為(2 3): I;所述反應(yīng)的時間可為0.5 2h0
全文摘要
一種硫酸渣回收鐵精粉的方法，涉及廢硫酸渣的綜合利用。提供工藝簡單、鐵精粉回收率較高、生產(chǎn)效率較高的一種硫酸渣回收鐵精粉的方法。在硫酸渣中加入脫硫劑A進(jìn)行反應(yīng)，攪拌過濾，收集濾液和濾渣；在得到的濾渣中加入脫硫劑B進(jìn)行反應(yīng)，過濾，收集濾液和濾渣；在得到的濾渣中加入酸進(jìn)行反應(yīng)，過濾，收集濾液和濾渣；將得到的濾渣進(jìn)行干燥，即回收得到鐵精粉。通過兩步脫硫，可明顯降低鐵精粉產(chǎn)品中硫的含量；所得鐵精粉產(chǎn)品的全鐵含量一般均可＞60%，回收率較高；方法簡單，可在常溫、常壓下操作；處理時間短，可間歇或連續(xù)操作，易形成工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)；加入的脫硫劑具有針對性，消耗小，鐵損失少。
文檔編號C22B1/11GK103160685SQ20131005756
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者李軍, 黃長春, 朱林靜, 洪燕珍, 蘇玉忠, 王宏濤 申請人:廈門大學(xué)