[发明专利]一种用空气和二氧化硫混合气低温除铁的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及除铁工艺，具体地说是一种冶金行业中矿石浸出液用空气和二氧化硫混合气低温除铁的方法。

背景技术

在湿法冶金中，通常使用酸性溶液浸矿石，浸出液中含有三价或二价铁离子，在后续工艺中和电沉积过程中铁会产生较大危害，因此，除铁是湿法冶金过程中非常重要的一道工序。从高铁溶液中除铁的方法很多，主要有黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法，除铁过程通常用空气、二氧化锰、双氧水等作为氧化剂。因针铁矿法除铁得到的滤渣过滤性非常好，并且铁渣的结晶体大、夹带金属离子少、含铁量高，使得针铁矿除铁法在湿法冶金工艺中常有应用，但氧化剂辅料供应受限且生产成本较高。

而采用空气氧化除铁的工艺形式，这种除铁工艺理论上可行，但实际生产过程中会存在空气氧化速度慢，氧化效率低，且蒸汽耗量较大等诸多缺点；也正是由于这些缺点的存在，导致这种空气氧化除铁工艺存在一定的风险系数，间接对整个湿法生产的稳定性造成一定的影响。

发明内容

本发明出于为了解决氧化剂辅料供应受限、降低成本的目的，提供一种采用空气和二氧化硫混合气低温除铁、且能保证除铁效果及铁渣过滤效果的方法。

为此，本发明提供如下的技术方案：一种用空气和二氧化硫混合气低温除铁的方法，其步骤如下：先加入适量除铁前液于二氧化碳脱除槽中，开启搅拌，升温至35℃～80℃后保温，再加入适量碳酸钙调节溶液pH值在2.5～4.5之间，并通入压缩空气，脱除CO₂之后，向二氧化碳脱除槽中进行除铁前液的连续进料；当二氧化碳脱除槽中的浆料溢流至pH缓冲槽时，pH缓冲槽连续通入压缩空气并用碳酸钙保证浆料的pH值在2.5～4.5之间；当pH缓冲槽中的浆料溢流至氧化反应槽时，氧化反应槽连续通入由空气和二氧化硫组成的混合气进行反应，二氧化硫与空气的质量比为0.5－10：100；最后氧化反应槽中的浆料流至中间槽中，在中间槽中通入压缩空气，将残留在浆料中的二氧化硫赶出，之后浆料通过压滤泵输送至压滤机进行压滤，得到的铁渣返回一部分作为晶种到二氧化碳脱除槽。

作为进一步技术方案，在氧化反应槽中的除铁反应时间为3～5小时且要求氧化后的除铁前液中Fe²⁺含量在0.02g/L以下。

作为进一步技术方案，依据浆料流量、氧化反应槽体积和反应时间来确定氧化反应槽的数量。

作为进一步技术方案，空气与二氧化硫采用多个串联的管道混合器经长距离输送混合后再进入氧化反应槽中，氧化反应槽中配备爆气装置，保证槽中气泡的大小及分散性。

作为进一步技术方案，所有的槽均装有碳酸钙溶液加入管，以便控制浆料的pH值。

作为进一步技术方案，只需开始时返回一部分铁渣作为晶种到二氧化碳脱除槽中，之后晶种的形成与外排形成自循环，无需继续返回。

上述的除铁工艺，除铁后所得渣为硫酸钙及铁渣的混合物，由于硫酸钙的晶体结构为棒状，在渣中形成架桥结构，故该种渣过滤性能良好；本发明可将二价铁氧化成三价铁并形成铁渣除去，也可将二价锰氧化成高价锰形成锰的氧化物而除去70%左右。

本发明的有益效果是：（1）提供了一种解决氧化剂辅料供应受限问题的方案；（2）辅料成本低廉，耗能低，经济效益显著；（3）能稳定保证除铁后液含Fe低于0.02g/L，同时还能除去70%的锰；（4）所得渣为硫酸钙及铁渣的混合物，类似于针铁矿法除铁所得铁渣，同样具有针铁矿法除铁得到的铁渣过滤性好、结晶体大、夹带金属离子少、含铁量高的优点。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2是本发明的设备流程图。

图中，1－为二氧化碳脱除槽，2－pH缓冲槽，3，4－氧化反应槽，5－中间槽。

具体实施方式

如图2所示的除铁设备图，在5个槽的上方分别有碳酸钙溶液C加入管、尾气B吸收管和压缩空气D进入管，并且在二氧化碳脱除槽1上方还设有除铁前液A进料管和硫酸钙F添加管。在氧化反应槽3、4的下方分别设有放料阀和混合气E的进气阀。5个槽通过导流管相连，内部的浆料从二氧化碳脱除槽1逐次溢流，最终流至中间槽5。