[发明专利]一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法

说明书

本发明公开一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法，包括以下步骤：将硫铁矿烧渣清洗、干燥后粉碎，形成硫铁矿烧渣粉料，然后与酸溶液混合形成混合料；将所述混合料加热至60～120℃进行水热反应6～12h，然后使固液分离并收集反应液；调节所述反应液的温度至60～100℃、pH值至1.0～1.5，搅拌后纯化，得氢氧化铁胶体；将所述氢氧化铁胶体溶解于磷酸溶液中，然后加热至80～160℃进行水热反应6～12h，再使固液分离并收集固体产物；对所述固体产物进行洗涤、干燥以及煅烧后，获得高纯磷酸铁产品。本发明提供的利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法，工艺简单、条件温和，而且提高了硫铁矿烧渣中铁元素的转化利用率以及制备出的磷酸铁的产品纯度。

技术领域

本发明涉及硫酸行业硫铁矿烧渣综合利用的技术领域，特别涉及一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法。

背景技术

硫铁矿烧渣为硫铁矿焙烧提取硫后排出的残渣。硫铁矿中除了硫被利用外，铁及其他元素仍留在烧渣中。我国每年因为用硫铁矿生产硫酸而产生了大量的硫铁矿烧渣。如果弃之不用，不仅占用大量堆场，而且还将对水、大气和土壤造成严重污染。因此，研究将硫铁矿烧渣变废为宝的技术对提高资源利用率，减少污染具有重要意义。

磷酸铁(FePO₄)是一种外观呈白色或灰白色粉末的单斜晶体，最初在农业、陶瓷玻璃、钢铁及表面钝化等领域广泛应用，随后研究发现FePO₄在氧化脱氢催化、离子交换和电化学性能等领域中也有应用，在电化学领域的应用中，FePO₄可以作为制备锂离子电池LiFePO₄正极材料的骨架材料。

铁元素的质量在硫铁矿烧渣中占有很大的比重，对硫铁矿烧渣进行简单处理之后，全铁含量可达60％以上。若能将铁从硫铁矿烧渣中提取出来用作磷酸铁生产的原料，不仅可以实现危险废物的无害化处理，减少对环境的污染，而且可以实现资源的重复利用，具有重要的经济和环境意义。然而，目前以硫铁矿烧渣为原料制取磷酸铁的方法并不成熟，存在硫铁矿烧渣中铁元素的转化利用率低，磷酸铁产品纯度不高的缺点。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法，旨在提高由硫铁矿烧渣制备磷酸铁时铁元素的转化利用率和磷酸铁的产品纯度。

为实现上述目的，本发明提出一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法，包括以下步骤：

将硫铁矿烧渣清洗、干燥后粉碎，形成硫铁矿烧渣粉料，然后与酸溶液混合形成混合料；

对将所述混合料加热至60～120℃进行水热反应6～12h，然后使固液分离并收集反应液；

调节所述反应液的温度至60～100℃、pH值至1.0～1.5，搅拌后纯化，得氢氧化铁胶体；

将所述氢氧化铁胶体溶解于磷酸溶液中，然后加热至80～160℃进行水热反应6～12h，再使固液分离并收集固体产物；

对所述固体产物进行洗涤、干燥以及煅烧后，获得高纯磷酸铁产品。

优选地，所述硫铁矿烧渣的组成成分包括四氧化三铁、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化硅和硫。

优选地，将硫铁矿烧渣清洗、干燥后粉碎，形成硫铁矿烧渣粉料，然后与酸溶液混合形成混合料的步骤中：

所述硫铁矿烧渣粉料的粒径为100～500目。

优选地，将硫铁矿烧渣清洗、干燥后粉碎，形成硫铁矿烧渣粉料，然后与酸溶液混合形成混合料的步骤中：

所述硫铁矿烧渣粉料与所述酸溶液混合时的固液比为50～250g/L。

优选地，将硫铁矿烧渣清洗、干燥后粉碎，形成硫铁矿烧渣粉料，然后与酸溶液混合形成混合料的步骤中：