[发明专利]酸浸-碱溶联合处理硫铁矿烧渣的方法

摘要

一种酸浸-碱溶联合处理硫铁矿烧渣方法，主要是采用硝酸浸取硫铁矿烧渣，脱除包括硫、砷在内的碱性氧化物杂质，使大部分铁仍以氧化铁形式存在于固相中，对铁进行有效地富集，铁富集率＞90％，脱硫率＞98％，脱砷率＞99％，固相为酸浸渣、液相为酸浸液。当硫铁矿烧渣中二氧化硅含量＞15％而总铁含量可达到50％左右时，需碱溶处理，碱溶渣即为铁精矿，碱溶液酸化后得到白炭黑，液相为氯化钠溶液可用于烧碱原料。酸浸液加入磷酸二氢铵生成磷酸铁，可用于磷酸铁锂电磁材料的原料、陶瓷原料，再除砷后，得到净化酸浸液，可用于生产硝基复合肥料。能使硫铁矿烧渣得到充分综合利用，提高资源利用率，且节能减排效果好，有利于环保，又能使硫铁矿制酸业清洁生产。

主权项

1.一种酸浸-碱溶联合处理硫铁矿烧渣方法，其特征在于如下工艺步骤：<1>酸浸取硫铁矿烧渣：利用硝酸与硫铁矿烧渣反应活性较低的特点，脱除烧渣中包括硫、砷在内的碱性氧化物杂质，使铁仍以氧化物形式在固相中，相当于对铁进行富集；硝酸浸取烧渣脱除其中的硫及其它碱性氧化物(除铁外)，主要反应如下：6HNO₃+Fe₂O₃＝2Fe(NO₃)₃+3H₂O        (1)CaSO₄+2HNO₃＝Ca(NO₃)₂+H₂SO₄        (2)MgO+2HNO₃＝Mg(NO₃)₂+H₂O            (3)PbO+2HNO₃＝Pb(NO₃)₂+H₂O            (4)CuO+2HNO₃＝Cu(NO₃)₂+H₂O            (5)ZnO+2HNO₃＝Zn(NO₃)₂+H₂O            (6)根据化学计量关系，硝酸理论用量计算式为式中，M——物质的量。为了最大限度的脱除杂质，将采用数倍的硝酸理论用量，称作硝酸过量系数，用R表示。按照上述硝酸理论用量计算式计算，经过正交试验得出酸浸优化工艺条件为：硝酸浓度为6mol·L^-1，酸浸取时间为60min，温度为50℃，硝酸过量系数R为15，过滤后，固相为酸浸渣、液相为酸浸液。<2>采用酸浸液制备磷酸铁：在上述酸浸液中加入磷酸二氢铵，在pH值为1.5，n(PO₄^3-)/n(Fe³⁺)＝5∶1，温度为80℃的条件下反应60min，酸浸液中的铁离子形成磷酸铁沉淀，液相为除铁酸浸液；<3>对除铁酸浸液脱砷处理：在上述的除铁酸浸液中加入氨水，在pH值为8.0，Fe/As＝5，温度为30℃的条件下进行反应2h，得固相砷渣，液相为净化酸浸液；<4>用净化酸浸液制备硝基复合肥：根据不同要求调整氮、磷、钾比例，用于制备固态硝基复合肥料及清液硝基复合肥料；<5>对酸浸渣碱溶处理：在上述固相酸浸渣中加入浓度为4mol·L^-1的氢氧化钠溶液，该氢氧化钠用量为理论用量的100％，在温度为170℃的条件下进行反应5h，碱溶脱除酸浸渣中的部分二氧化硅，碱溶后得固相铁精矿，用于炼铁原料，液相碱解液，在该碱解液中加入盐酸进行酸化处理，生成白炭黑产品，该产品质量符合HG/T3061-2009国家标准，得液相氯化钠，用于烧碱原料。