[发明专利]一种利用硫铁矿烧渣制备磷酸铁的方法

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；向硫铁矿烧渣粉料中加入硫酸溶液后搅拌，形成混合料；将混合料加热至80～120℃水热反应6～12h，然后使固液分离并收集反应液；向反应液中加入磷酸盐后搅拌，然后调节反应液的温度至60～90℃、pH值至1.8～2.0，继续搅拌后静置，获得生成有固体产物的混合物；对混合物进行纯化后分离出其中的固体产物，固体产物经过洗涤、干燥以及煅烧后，获得磷酸铁产品。本发明提供的利用硫铁矿烧渣制备磷酸铁的方法，工艺简单、条件温和，不仅能消除硫铁矿渣对环境的巨大危害，还能得到高附加值的磷酸铁，对于促进硫铁矿渣资源化利用有重要意义。

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磷酸铁的方法。

背景技术

硫铁矿主要由硫和铁组成，伴有少量的有色金属和稀有金属。我国工业硫酸目前主要是以硫铁矿为原料，通过原料焙烧、净化、转化和吸收等工序而制得。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残渣中。我国每年用硫铁矿生产硫酸，产生了大量的硫铁矿烧渣。然而，硫铁矿烧渣的综合利用并不理想，目前除了少部分用作炼铁和建筑材料外，大部分采用堆填处理，不仅占用土地、污染环境，而且造成地下水污染，一直是硫酸企业的难题之一。

硫铁矿烧渣含有很多种贵金属元素，尤其是铁元素含量很高，是一种宝贵的二次资源，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，而且可以显著降低磷酸铁的生产成本，实现资源的重复利用。然而，目前对硫铁矿烧渣的再利用主要是通过高温还原-酸解法、液相酸解法、氯化物法等方法进行处理来提取其中的铁元素，然后用作氧化铁、绿矾等生产的原料，但这些处理方法往往存在工艺复杂，条件苛刻，二次污染大，经济价值低等缺点。

磷酸铁化合物是一种重要的原料，在农业、防锈涂料、仿古陶瓷、钢铁及表面钝化等领域已有很好的应用。另外，因其独特的催化特性、离子交换能力和电化学性能，在催化和锂电池材料等领域也有着越来越重要的应用，而目前工农业生产用到的磷酸铁通常都是用高成本化学试剂合成的，利用硫铁矿烧渣制备磷酸铁的方法并不成熟，例如，一种利用硫铁矿烧渣生产磷酸盐的方法：先用盐酸对硫铁矿烧渣进行酸洗，滤去不溶物，然后加入稀磷酸，搅拌，反应生成磷酸铝、磷酸铁、磷酸钙和磷酸镁等磷酸盐产品。该方法虽然工艺简单、条件温和，但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；

向所述硫铁矿烧渣粉料中加入硫酸溶液后搅拌，形成混合料；

将所述混合料加热至80～120℃进行水热反应6～12h，然后使固液分离并收集反应液；

向所述反应液中加入磷酸盐后搅拌，然后调节所述反应液的温度至60～90℃、pH值至1.8～2.0，继续搅拌后静置，获得生成有固体产物的混合物；

对所述混合物进行纯化后分离出其中的固体产物，所述固体产物经过洗涤、干燥以及煅烧后，获得磷酸铁产品。

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的步骤中：

所述硫铁矿烧渣粉料的粒径为200～500目。