[发明专利]一种硫酸渣回收铁精粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废硫酸渣的综合利用，尤其是涉及一种硫酸渣回收铁精粉的方法。

背景技术

接触法生产硫酸是当今生产硫酸的一种主要工艺，我国80%的硫酸采用该工艺生产。该工艺伴生大量铁氧化物废渣（每生产1吨硫酸大约要排放0.8吨的废渣），但目前这些废渣的利用率较低，大部分堆存，既浪费资源，又造成环境污染。因此，综合利用硫酸废渣具有重要意义。

目前，硫酸废渣的综合利用的处理方法主要有三个方面，即处理获取铁精粉，处理获取含铁精细化工产品（如海绵铁、颜料、直接还原制铁等），作为建筑材料的添加剂（如水泥添加剂、砖添加剂等）。由于废渣组分复杂，目前废渣作为建筑材料添加剂直接方便，但使用量非常有限。同样，硫酸废渣用于制备铁精细化工产品的成本高，产品质量难以保证，利用价值有限。

由硫酸废渣生产铁精粉既能增加硫酸废渣的附加值，赋予其可观的经济价值，又可以缓解硫酸生产对环境造成的压力。目前我国对铁精粉的需求量急剧上升，如钢铁行业需求的铁精粉一大半的量需要进口，售价节节攀升，致使很多钢厂无法满负荷生产，因此如果能充分利用硫酸废渣，对于一些中小型的钢厂来说，具有重要的意义。对于炼铁用的铁精粉，制备成铁球团的最低质量要求是：含全铁＞60％，磷＜0.2%，二氧化硅＜4％，硫＜0.5%（纪罗军，硫铁矿烧渣资源的综合利用，硫酸工业,2009，1，1）。另，按我国铁精粉的质量要求，C60～C67品级的含全铁＞60％，磷＜0.3%，二氧化硅＜13％，硫＜0.4%；H55～C65品级的含全铁＞55％，磷＜0.4%，二氧化硅＜15％，硫＜0.4%。由于矿物原料的差异，硫酸渣的组成相差较大，但整体来说，硫酸渣大致分为高硅含量的废渣和高硫含量的废渣。

因为硫酸渣的组成相差较大，处理方法也必须有针对性。硫酸渣处理得到铁精粉的方法已经有了不少研究，见报导的主要有研磨多级磁选、重选法、磁选重选法和氧化焙烧法等，主要目的在于富集废渣中的全铁含量。其中涉及磁选的方法较多，如：中国专利公开号为CN200910094476.5的发明专利申请公开了一种回收处理工业废弃硫酸渣的方法，包括筛分、搅拌、磁选、酸浸、漂洗、干燥得含铁原料；中国专利公开号为CN93111259.1的发明专利申请公开了一种制酸厂硫酸渣还原、磁化的方法，方便地把硫酸渣中Fe₂O₃还原为强磁性的Fe₃O₄、FeO及少量Fe，可较容易地分离出铁精粉等成分。然而这些处理方法总体存在回收率较低的缺点，难以形成工业化的规模生产。

也有一些方法具有针对目的，如硅含量较高时，考虑以去硅为主的方法，如：中国专利CN201010104578.3公开一种从硫酸渣提取精铁粉的方法，主要步骤为：硫酸渣与熔融剂在100～500℃下熔融，水洗得滤渣，用药剂将滤渣进行浸出并过滤，得到滤渣烘干得到精铁粉；中国专利CN201010104577.9公开一种从硫酸渣提取精铁粉的方法，主要步骤为：硫酸渣和碱液在50℃～250℃下水热反应，水洗得滤渣，用药剂将滤渣进行浸出并过滤，得到滤渣烘干得到精铁粉。针对含硫高的烧渣，也有研究报导，如中南工业大学梁景晟等（梁景晟等,用硫酸渣生产铁金属化团块的研究,矿产综合利用,1998,4,22）以CaO或白云石为脱硫剂高温直接还原焙烧(焙烧温度为1150～1200℃,焙烧时间为3h)得到优质电炉炼钢用直接还原铁。

发明内容

本发明的目的在于提供工艺简单、铁精粉回收率较高、生产效率较高的一种硫酸渣回收铁精粉的方法。

本发明包括以下步骤：

1）在硫酸渣中加入脱硫剂A进行反应，搅拌过滤，收集滤液和滤渣；

2）在步骤1）得到的滤渣中加入脱硫剂B进行反应，过滤，收集滤液和滤渣；

3）在步骤2）得到的滤渣中加入酸进行反应，过滤，收集滤液和滤渣；

4）将步骤3）得到的滤渣进行干燥，即回收得到铁精粉。

在步骤1）中，所述脱硫剂A可采用硫化物，所述硫化物可选自硫化钠或硫化钾等；最好选用硫化钠；脱硫剂A的加入量与硫酸渣中的硫的摩尔比可为（0.1～0.5）∶1；所述反应的时间可为0.5～5h，反应温度和压力任意；所得滤液可经干燥处理得到副产品，也可直接保留在滤液中作为副产品。

在步骤2）中，所述脱硫剂B可采用碳酸盐，所述碳酸盐可选自碳酸钠或碳酸铵等；脱硫剂B的加入量与滤渣中的硫的摩尔比可为（0.5～1）∶1；所述反应的时间可为0.5～2h，反应温度和压力任意；所得滤液可排放，但最好收集回收其中的盐作为副产品。