[发明专利]一种助剂强化酸浸法提取硫酸烧渣中铁的工艺

说明书

本发明公开了一种助剂强化酸浸法提取硫酸烧渣中铁的工艺，将硫酸烧渣与助剂按一定比例混合均匀，并置于常压反应釜中，按一定的固液比加入质量浓度为30～50％的硫酸溶液，加热、搅拌下进行反应；酸浸反应结束后进行固液分离，对含有铁、草酸根等离子的酸浸滤液进行沉铁操作，沉铁滤饼经除杂后用于制备铁系产品，滤液含有(NH₄)₂C₂O₄，返回酸浸工序循环使用。与现有硫酸烧渣提铁技术相比，本发明具有酸浸温度相对较低、铁浸出率高、渣量少、助剂成本低等多重优点。

技术领域

本发明涉及一种助剂强化酸浸法提取硫酸烧渣中铁的工艺。

背景技术

我国是硫酸生产大国，产量居世界第三位。通过硫铁矿焙烧制酸是我国硫酸主要来源之一。据统计，目前每生产1t硫酸约产生0.8～1.1t的烧渣，全国每年约产生700×10⁴t废渣。大量的废渣采用填埋处置或直接堆放，不仅造成浪费资源、占用大量土地，同时对土壤环境、水体及大气环境也造成了不同程度的污染。随着矿产资源的耗竭和铁矿石的大量利用，近年来，硫酸烧渣的综合利用已广为关注。

硫酸烧渣的主要成分是氧化铁(含量一般在60％以上)，是一种很好的二次资源。关于硫酸烧渣的综合利用，主要包括以硫酸烧渣为原料制备铁盐、铁系颜料、氧化铁、聚铁和净水絮凝剂等。若能对其进行综合利用，有效提取硫酸烧渣中的铁元素，既可解决硫酸烧渣大量堆存带来的严重环境污染问题，又能“变废为宝”，从而获得较好的环境效益和经济效益。但由于硫酸烧渣提取铁的技术相对落后，铁回收率较低、回收设备投资大、处理成本过高等，大部分硫酸烧渣直接用于生产水泥或作为废水净化剂，所以有价元素流失较为严重。

目前已报道的硫酸烧渣提取铁元素的方法主要包括直接酸浸法以及水解酸浸法两大类。

直接酸浸法(郑晓虹,陈玉峰,黄升光,等.硫酸溶取法从硫铁矿烧渣中提取铁的研究[J].化工进展,2003,22(2):165-168.)、(李威,华涛,周启星.盐酸酸溶硫铁矿烧渣的最佳工艺条件[J].应用基础与工程科学学报,2008,16(6):795-801.)是指在一定条件下，将硫酸烧渣与适当的无机酸(HCl、H₂SO₄等)直接进行酸浸反应，实现易溶于酸的有价铁元素的有效分离和富集。

酸解水浸法(徐颖惠,林维晟,刘俊劭.酸解法回收硫铁矿烧渣中铁的研究[J].化学工程与装备,2008,(9):32-36.)是在一定温度下用硫酸将硫酸烧渣中不溶于水的Fe₂O₃及Fe₃O₄转化为可溶于水的Fe₂(SO₄)₃及FeSO₄；水浸则是将酸解渣用水溶浸，使水溶性的硫酸铁从固相转入液相。

但是，由于硫酸烧渣是硫铁矿经高温焙烧后得到的产物(焙烧温度一般为700-900℃)，其中所含铁化合物活性较差，采用常规的直接酸浸法及酸解水浸法很难获得较高的铁浸取率。为有效提高硫酸烧渣中的铁元素等可溶性成分的浸出率，所报道的技术方法主要有如下两类：

(1)还原焙烧法

还原焙烧法(陈吉春,梁海霞.硫铁矿烧渣制取铁红[J].化工环保,2004,24(3):210-213.)还原焙烧是将一定量的活化剂(主要是还原性物质)加入到硫酸烧渣中，在酸浸前对硫酸烧渣进行还原焙烧，通过添加还原性物质在高温条件下使硫酸烧渣中的三价铁还原成二价铁，此后酸浸提高硫酸烧渣中氧化铝等可溶性成分的浸出率。但此法对设备材质要求高、能耗较大。

(2)助溶酸浸法