[发明专利]一种无铅黄铁矾结晶、铁矾渣及制备方法和应用

说明书

本发明提供一种无铅黄铁矾结晶的制备方法，包括步骤：S1，提供铁铅混合液，所述铁铅混合液的pH为0～1.4；S2，向所述铁铅混合液中滴加碱液，并在所述滴加碱液的过程中对所述铁铅混合液进行混和处理，得含非晶态铁矿物的悬浊液；S3，向所述悬浊液中加入碱金属盐和/或铵盐，得待处理液；S4，对所述待处理液进行热处理，得终处理液；所述终处理液中含有无铅黄铁矾结晶；其中，在对所述待处理液进行所述热处理前，向所述待处理液中提供硫酸根离子。

技术领域

本发明涉及除铁领域，尤其涉及一种无铅黄铁矾结晶、铁矾渣及制备方法和应用。

背景技术

黄铁矾法在上世纪六十年代开始应用于冶金工业的除铁过程，主要反应原理是在特定的条件下，弱酸性硫酸盐溶液中，90％～95％的Fe³⁺以黄铁矾—AFe₃(SO₄)₂(OH)₆(A代表K⁺,Na⁺,NH₄⁺,H₃O⁺)的形态沉淀出来。由于黄铁矾法除铁具有工艺简单、过滤性能良好和反应条件可控等优点，因而应用广泛。湿法炼锌工业过程中浸出阶段产生的浸出液，铁含量可高达30g/L，常用黄铁矾法除铁，除铁后浸出液中残留的铁离子低于3g/L，而后进入下一步电积工序产锌。

湿法炼锌的黄铁矾法除铁工艺过程中，需加入锌焙砂作中和剂，会带入大量的难溶重金属沉淀物，加之浸出阶段固液分离不彻底带入的铅银渣，这些固体杂质可作为黄铁矾成核生长的基底，最终被缓慢形成的黄铁矾所包裹，形成黄铁矾与重金属紧密结合的共沉淀物，这也是导致该除铁方法渣量大、铁矾渣资源回收困难的主要原因之一。

而铁矾渣中，铅是最主要的重金属杂质元素之一，大部分以被黄铁矾包裹的硫酸铅形态存在。据统计，年产10万吨电锌的湿法炼锌厂，每年产出的铁矾渣约为3-5万吨，2019年中国锌产量超过600万吨，产生的铁矾渣超过150万吨。铁矾渣长期以来多以堆存或直接填埋处置，现堆存量已超4000万吨，造成铅资源巨大浪费，同时也给环境带来较大污染隐患。

目前，铁矾渣资源化和无害化处理处置方法主要包括火法、湿法、火法-湿法联合工艺以及固化无害化处置等。然而，上述末端处理方法会存在处理成本高、有价金属回收效率有限、可能产生二次污染等问题。

鉴于此，有必要提供一种无铅黄铁矾结晶、铁矾渣及制备方法和应用，以解决或至少缓解上述铁矾渣不易处理的技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种无铅黄铁矾结晶、铁矾渣及制备方法和应用，旨在克服现有技术中铁矾渣不易处理的技术问题。

为此，本发明提供了一种无铅黄铁矾结晶的制备方法，包括步骤：

S1，提供铁铅混合液，所述铁铅混合液的pH为0～1.4；

S2，向所述铁铅混合液中滴加碱液，并在所述滴加碱液的过程中对所述铁铅混合液进行混和处理，得含非晶态铁矿物的悬浊液；

S3，向所述悬浊液中加入碱金属盐和/或铵盐，得待处理液；

S4，对所述待处理液进行热处理，得终处理液；所述终处理液中含有无铅黄铁矾结晶；

其中，在对所述待处理液进行所述热处理前，向所述待处理液中提供硫酸根离子。

进一步地，所述向所述待处理液中提供硫酸根离子的方式包括以下任意一种：

控制所述铁铅混合液中含硫酸根离子；

向所述悬浊液或所述待处理液中加入硫酸盐；

控制所述铁铅混合液中含硫酸根离子，并向所述悬浊液或所述待处理液中加入硫酸盐。