[发明专利]一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法，特别是一种从复杂微细低品位、含硫高、难以用常规选矿方法处理的硫酸渣中富集并提取高品位铁精粉的方法，属于铁精粉生产技术领域。

背景技术

硫酸渣又称硫铁矿烧渣或黄铁矿烧渣，是硫铁矿通过沸腾炉焙烧制取硫酸后排出的一种铁元素含量比较高的工业固体废渣，每生产1吨硫酸就会产生0.8～1.0吨渣。目前我国每年随硫酸渣排放的铁约为500多万吨，相当于一座年开采能力为1150万吨的铁矿山的年产精矿量，而且逐年增长。由于硫酸渣中的各种杂质含量高而限制了其综合利用，除少量供水泥厂作添加剂外,大部分堆存,加上历年堆存的硫酸渣累计多达数亿吨,已构成很严重的公害,不仅给环境带来严重污染，同时也造成资源的巨大浪费。如果能利用硫酸渣中占主要成分的铁资源生产合格的炼铁原料，将会产生极大的经济和环境效益。

一般硫酸渣含铁量高低受生产原料硫铁矿的含量影响，不同于国外硫酸生产一般采用高品位硫铁矿石(含硫40～50％)，由此获得的硫酸渣含铁品位大于60％，可直接用作炼铁原料，而国内因成本和操作等原因普遍采用低品位矿石，硫酸渣中含铁量普遍较低，杂质含量高，一般为30～50％，无法直接用于炼铁，因此，国内硫酸渣炼铁前须提高铁品位，降低有害成分含量的处理。

目前利用硫酸渣提取铁精粉的方法主要包括：磁选、重选、浮选、化选和联合选矿等。但是经过高温焙烧后产出的硫酸渣，与天然矿物相比,其物化性质有了很大改变。其中的铁的氧化矿物与脉石之间多以连生体形式存在，相互包裹填充，呈浸染状，蜂窝状。烧渣这种复杂的结构用一般的物理选矿方法(如磁选、重选、浮选)很难达到理想的分离效果。更棘手的是，烧渣中硫的含量一般很高，大大超过炼铁的原料水平。化学选矿方法虽然能达到一定量得脱硫效果，但铁含量不能满足要求。

专利CN101733407A采用水热—化学浸出处理联合工艺处理低品位高硫硫酸渣，从而获得硫含量低于0.1％，回收率高达82％的铁精矿，但全铁含量较低为59％，且所得产品质量不稳定、波动性较大，如Cu、Pb、S和As等杂质难以去除，造成以上杂质含量超标。

专利CN101745643A采用熔融—药剂浸出联合工艺处理硫酸渣，有效回收低品位硫酸渣中的铁矿物，可获得铁精粉产率80％以上，品位65％左右，有害元素硫含量0.1％以下的高品位铁精粉。但该方法中熔融过程温度高且波动大，部分铁氧化物、脉石矿物等在碱性钠、钙和镁离子条件下发生橄榄石化或岩化而导致结晶结瘤现象，熔融步骤中所得滤渣难于过滤。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法，该方法操作简单，适用范围广，可获得高品位、低硫含量、高回收率的铁精粉。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法，包括如下步骤：

(1)浸出预处理：将硫酸渣与质量百分浓度为0.5％～20％的浸出药剂按硫酸渣：浸出药剂＝1g：1.5mL～1g：15mL的质量体积比混合均匀，在室温下反应30～120分钟后过滤得到预处理滤渣和预处理滤液；

(2)水热：将预处理滤渣与质量百分浓度为20％～60％的提取剂按预处理滤渣：提取剂＝1g：0.6mL～1g：3mL的质量体积比混合均匀，然后在120～250℃的温度下进行水热反应至少2小时，得到水热物料；

(3)水洗：将水热物料用足量的水水洗后过滤，得到水洗滤渣和水洗滤液；

(4)稀酸浸泡：用浓度为0.2％～5％的稀酸按水洗滤渣：稀酸＝1g：1.5mL～1g：6mL的质量体积比浸泡水洗滤渣，浸泡3～30分钟后过滤，得到高品位铁精粉和稀酸滤液。

步骤(1)中浸出药剂为氧化性酸、弱氧化性酸。

所述浸出药剂为王水，硝酸，高氯酸或盐酸。

将步骤(1)中预处理滤液直接进行回收并循环套用于步骤(1)或步骤(4)中，循环套用3～5次后向预处理滤液中添加石灰水至其pH值为9～10，过滤除去生成的沉淀，调节过滤后液体的pH值至6～9，随后将液体排放。

步骤(2)中提取剂为碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

步骤(3)中水洗滤液经过氧化钙活化处理后进行回收并循环套用于步骤(2)中。

步骤(4)中所用稀酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸或王水，或者采用步骤(1)中所得的预处理滤液。