專利名稱：用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸渣的化學(xué)處理方法，具體涉及一種用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法。
背景技術(shù)：
我國目前是世界上生產(chǎn)鋼鐵最多的國家，而我國的鐵礦資源在世界范圍內(nèi)是屬于相對短缺的國家，每年需從國外進(jìn)口大量的鐵礦石，如何利用好已有的礦產(chǎn)資源，特別是利用好廢置的礦產(chǎn)資源是當(dāng)今社會發(fā)展的重要課題。硫酸渣是用硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的一種固體廢渣，由于其含鐵品位不高及有害元素含量較高，目前硫酸渣的用途主要有兩種:一是含鐵低的用作水泥生產(chǎn)的原料，二是含鐵高的用于鋼鐵生產(chǎn)，其利用率只有40%左右，大量的硫酸渣則需占用土地進(jìn)行堆放，這不僅造成鐵資源的浪費(fèi)，而且造成環(huán)境的污染，因此，尋找一種先進(jìn)的生產(chǎn)工藝進(jìn)而生產(chǎn)出合格的鐵精粉，實(shí)現(xiàn)硫酸渣的回收和利用具有重大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法，該方法簡單且鐵的回收率高。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法，先用酸洗再用堿洗的工藝除去硫酸渣中的部分雜質(zhì)，從而提高鐵的品位制得鐵精粉；其中，硫酸渣按質(zhì)量計(jì)含鐵46 60%。

其中，上述方法包括如下步驟:a、酸洗:將硫酸渣與酸液按質(zhì)量比1:1 6的比例混合，在5 90°C的溫度下攪拌50 90min，過濾得到酸洗渣；酸液的濃度為0.5 15% ;b、水洗:將步驟a得到的酸洗渣用水洗滌，過濾得到水洗渣；C、堿洗:將步驟b得到的水洗渣用堿液洗滌，過濾得到鐵精粉。本發(fā)明酸液的濃度是酸液中酸的質(zhì)量百分比含量。進(jìn)一步的，步驟a中，所述硫酸洛按質(zhì)量計(jì)含鐵48 58 硫1.0 2.5 砷
0.15 0.3%，鋅 1.0 2.0%，鉛 0.3 0.7%，鈣 4.5 6.8%。再進(jìn)一步的，步驟a中，硫酸渣與酸液的質(zhì)量比為1: 2 3，所述酸液是指濃度為4 6%的鹽酸溶液或硫酸溶液。其中，上述方法步驟c中，堿洗時(shí)水洗渣與堿液的質(zhì)量比為1:1 3，堿洗時(shí)攪拌時(shí)間為50 90分鐘。進(jìn)一步的，步驟c中，所述堿液是指濃度為0.5 30%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。本發(fā)明堿液的濃度是堿液中的堿的質(zhì)量百分比含量。再進(jìn)一步的，所述堿液是指濃度為4 6%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。
其中，上述方法步驟b中，水洗時(shí)酸洗渣與水的質(zhì)量比為1:1 3，水洗時(shí)攪拌時(shí)間為3 5分鐘。本發(fā)明方法具體可以按照以下方式實(shí)施:用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法，包括如下步驟:a、酸洗:將硫酸渣與鹽酸溶液按質(zhì)量比1: 2 3的比例混合，在5 90°C的溫度下攪拌50 90min，過濾得到酸洗渣；鹽酸溶液的濃度為4 6% ;所述硫酸渣按質(zhì)量計(jì)含鐵 48 58%，硫 1.0 2.5%，砷 0.15 0.3%，鋅 1.0 2.0%，鉛 0.3 0.7%，鈣 4.5
6.8% ；b、水洗:將步驟a得到的酸洗渣用水洗滌，酸洗渣與水的質(zhì)量比為1:1 3，水洗攪拌時(shí)間為3 5分鐘，水洗后過濾得到水洗渣；C、堿洗:將步驟b得到的水洗渣用堿液洗滌，水洗渣與堿液的質(zhì)量比為1:1 3，堿洗攪拌時(shí)間為50 90分鐘,堿洗后過濾得到鐵精粉；所述堿液是指濃度為4 6%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。本發(fā)明的有益效果是:硫酸渣中鐵含量低時(shí)用作水泥生產(chǎn)原料，鐵含量高時(shí)直接用于鋼鐵生產(chǎn)，對于含鐵50%左 右的硫酸渣，本發(fā)明提供了一種新的處理硫酸渣的方法，該方法將硫酸渣先用酸洗再用堿洗的工藝除去硫酸渣中的部分雜質(zhì)，從而提高鐵的品位制得鐵精粉，從而可以將鐵精粉用于鋼鐵生產(chǎn)，提高了硫酸渣的利用率。由于酸液會與硫酸渣中的鐵進(jìn)行反應(yīng)，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員很難想到采用酸液來提高鐵的品位；本發(fā)明利用硫酸渣中雜質(zhì)與酸具有不同的反應(yīng)活性，從而加入適量酸除去更容易與酸反應(yīng)的雜質(zhì)，再利用堿洗的方式除去容易與堿反應(yīng)的雜質(zhì)，在簡單實(shí)用的基礎(chǔ)上，能夠較大幅度的提高鐵的品位，并且鐵的回收率高，取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果。同時(shí)，對于含鐵48 58%，硫1.0
2.5%，砷0.15 0.3%，鋅1.0 2.0%，鉛0.3 0.7%，鈣4.5 6.8%的硫酸渣，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，按照理論推導(dǎo)，應(yīng)該采用鹽酸5%左右、硫酸渣與鹽酸的質(zhì)量比在1: 4 5左右才能更好的采用酸洗工藝除去其中的雜質(zhì)，提高鐵的品位和回收率，但是發(fā)明人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用鹽酸5%左右、硫酸渣與鹽酸的質(zhì)量比在1: 2 3之間時(shí)才能最大幅度的提高鐵的品位和回收率，降低酸的含量卻取得了預(yù)想不到的技術(shù)效果。本發(fā)明方法適于推廣應(yīng)用，具有重大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法，先用酸洗再用堿洗的工藝除去硫酸渣中的部分雜質(zhì)，從而提高鐵的品位制得鐵精粉；其中，硫酸渣按質(zhì)量計(jì)含鐵46 60%。硫酸渣含鐵量過高，可直接用于鋼鐵生產(chǎn)，含鐵量過低，通過簡單的本發(fā)明方法不足以將硫酸渣中的鐵品位提高到鋼鐵應(yīng)用的地步。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，酸液的加入量可以根據(jù)硫酸渣中堿性物質(zhì)的量合理加入，使硫酸渣中除鐵的氧化物外，其他堿性物質(zhì)盡量和酸反應(yīng)除去。優(yōu)選的，上述方法包括如下步驟:a、酸洗:將硫酸渣與酸液按質(zhì)量比1:1 6的比例混合，在5 90°C的溫度下攪拌50 90min，過濾得到酸洗渣；酸液的濃度為0.5 15% ;
b、水洗:將步驟a得到的酸洗渣用水洗滌，過濾得到水洗渣；C、堿洗:將步驟b得到的水洗渣用堿液洗滌，過濾得到鐵精粉。為了使本發(fā)明方法更加合理，本發(fā)明步驟b水洗產(chǎn)生的水洗液可以用于酸液的配置，并且步驟a和步驟c所產(chǎn)生的濾液再分別補(bǔ)充酸和堿后可重復(fù)使用。優(yōu)選的，步驟a中，所述硫酸洛按質(zhì)量計(jì)含鐵48 58 硫1.0 2.5 砷
0.15 0.3%，鋅 1.0 2.0%，鉛 0.3 0.7%，鈣 4.5 6.8%。本發(fā)明所述的酸液可以是硫酸溶液、鹽酸溶液，優(yōu)選采用鹽酸溶液，這樣更有利于除去雜質(zhì)。對于含鐵48 58%，硫1.0 2.5 %，砷0.15 0.3 %，鋅1.0 2.0 %，鉛
0.3 0.7%，鈣4.5 6.8%的硫酸渣，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，按照理論推導(dǎo)，為了盡可能的除去硫酸渣中除鐵氧化物之外其他活性更強(qiáng)(即其他更容易與酸反應(yīng))的堿性物質(zhì)，應(yīng)該采用鹽酸5%左右、硫酸渣與鹽酸 的質(zhì)量比在1: 4 5左右，這樣才能盡可能的提高鐵的品位和回收率；但是發(fā)明人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用鹽酸5%左右、硫酸渣與鹽酸的質(zhì)量比在1: 2 3之間時(shí)才能真正的最大幅度的提高鐵的品位和回收率；發(fā)明人通過分析，原因可能是由于硫酸渣中含有大量硅和鈣的緣故，當(dāng)酸的使用量相對較高時(shí)，在步驟a容易生成部分硅酸，在步驟b和c容易生成硅酸鈣，使本來可以除去的小部分硅和鈣滯留在最終的鐵精粉中，本發(fā)明降低酸的含量卻取得了預(yù)想不到的技術(shù)效果。同理，對于使用硫酸也一樣，只是鹽酸會比硫酸的效果更好一些。所以，進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟a中，硫酸渣與酸液的質(zhì)量比為1: 2 3，所述酸液是指濃度為4 6%的鹽酸溶液或硫酸溶液。根據(jù)硫酸渣通常的成分含量，優(yōu)選上述方法步驟c中，堿洗時(shí)水洗渣與堿液的質(zhì)量比為1:1 3，堿洗時(shí)攪拌時(shí)間為50 90分鐘。進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟c中，所述堿液是指濃度為0.5 30%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。再進(jìn)一步的，所述堿液是指濃度為4 6%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。優(yōu)選的，上述方法步驟b中，水洗時(shí)酸洗渣與水的質(zhì)量比為1:1 3，水洗時(shí)攪拌時(shí)間為3 5分鐘。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明，但并不因此將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例之中。實(shí)施例一取一種硫酸渣，經(jīng)化驗(yàn)含各種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:鐵52.48%、硫1.80%、砷0.12%、鋅1.18%、鉛0.66%、鈣6.21%。然后任取500g硫酸渣，加入2500g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸，將溫度控制在80度及常壓下，攪拌60min，過濾使固液分離，得到濾渣，在濾渣中加入IOOOg水，常溫常壓下攪拌5min，過濾使固液分離，得到水洗渣，在得到的水洗渣中加入IOOOg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化納，在常溫常壓下攪拌60min，過濾使固液分離，得到鐵精粉，其中，鐵精粉所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:鐵60.75%、硫0.24%、砷0.0035%、鋅0.76%0.、鉛0.49%、鈣1.37%。鐵回收率達(dá)87.15%。實(shí)施例二取實(shí)施例一的硫酸渣500g，加入1500g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸，將溫度控制在80度及常壓下，攪拌60min，過濾使固液分離，得到濾渣，在濾渣中加入IOOOg水，常溫常壓下攪拌5min，過濾使固液分離，得到水洗渣，在得到的水洗渣中加入IOOOg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化納，在常溫常壓下攪拌60min，過濾使固液分離，得到鐵精粉，其中，鐵精粉所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:鐵62.61%、硫0.21%、砷0.0038%、鋅0.82%、鉛0.54%、鈣0.46%。鐵回收率達(dá)88.84%ο實(shí)施例三取硫酸渣，經(jīng)化驗(yàn)所含各種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:鐵48.24%、硫3.26%、砷0.24%、鋅
1.62%0.、鉛0.57%、鈣5.77%。然后任取500g硫酸渣，加入2000g質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的鹽酸，將溫度控制在50度及常壓下，攪拌90min，過濾使固液分離，得到濾渣，在濾渣中加入750g水，在常溫常壓下攪拌4min過濾使固液分離，得到水洗渣，在得到的水洗渣中加入1500g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鉀，在常溫常壓下攪拌90min，過濾使固液分離，得到鐵精粉，制得的鐵精粉所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鐵58.46%、硫0.28%、砷0.0054%、鋅0.91%0.、鉛0.45%、鈣1.24%。鐵回收率達(dá)86.64%ο實(shí)施例四取實(shí)施例三的硫酸渣500g，加入1250g質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的鹽酸，將溫度控制在50度及常壓下，攪拌90min，過濾使固液分離，得到濾渣，在濾渣中加入750g水，在常溫常壓下攪拌4min過濾使固液分離，得到水洗渣，在得到的水洗渣中加入1500g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鉀，在常溫常壓下攪拌90min，過濾使固液分離，得到鐵精粉，制得的鐵精粉所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鐵 58.93%、硫 0.27%、砷 0.0057%、鋅 0.91%、鉛 0.44%、鈣 0.39%。鐵回收率達(dá) 88.69%。實(shí)施例五取一種硫酸渣，經(jīng)化驗(yàn)所含各種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:鐵55.41%、硫2.1%、砷0.17%、鋅1.35%0.、鉛0.38%、鈣5.93%。然后任取500g硫酸渣，加入3000g質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的鹽酸，將溫度控制在30度及常壓下，攪拌50min，過濾使固液分離，得到濾渣，在濾渣中加入600g水，在常溫常壓下攪拌5min， 過濾使固液分離，得到水洗渣，在得到的水洗渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氫氧化納750g，在常溫常壓下攪拌50min，過濾使固液分離，得到鐵精粉，鐵精粉所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鐵62.78%、硫0.27%、砷0.0042%、鋅0.73%0.、鉛0.25%、鈣1.52%?；厥章蕿?86.21%。通過實(shí)施例可知，本發(fā)明方法適用于鐵含量在48 58%左右的硫酸渣，經(jīng)處理后得到的鐵精粉滿足煉鋼生產(chǎn)的需要。通過實(shí)施一和二的對比，三和四的對比可以看出，本發(fā)明優(yōu)選的鹽酸溶液的濃度以及硫酸渣與鹽酸溶液的質(zhì)量比，能夠進(jìn)一步的提高鐵的品位和回收率，取得了預(yù)想不到的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
1.硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法，其特征在于:先用酸洗再用堿洗的工藝除去硫酸渣中的部分雜質(zhì)，從而提聞鐵的品位制得鐵精粉；其中，硫酸禮:按質(zhì)量計(jì)含鐵46 60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于包括如下步驟: a、酸洗:將硫酸渣與酸液按質(zhì)量比1:1 6的比例混合，在5 90°C的溫度下攪拌50 90min，過濾得到酸洗渣；酸液的濃度為0.5 15% ; b、水洗:將步驟a得到的酸洗渣用水洗滌，過濾得到水洗渣； C、堿洗:將步驟b得到的水洗渣用堿液洗滌，過濾得到鐵精粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于:步驟a中，所述硫酸渣按質(zhì)量計(jì)含鐵48 5 8 %，硫L O 2.5 %，砷0.15 0.3 %，鋅L O 2.0 %，鉛0.3 0.7%，鈣 4.5 6.8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于:步驟a中，硫酸渣與酸液的質(zhì)量比為1: 2 3，所述酸液是指濃度為4 6%的鹽酸溶液或硫酸溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于:步驟c中，堿洗時(shí)水洗渣與堿液的質(zhì)量比為1:1 3，堿洗時(shí)攪拌時(shí)間為50 90分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于:步驟c中，所述堿液是指濃度為0.5 30%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于:所述堿液是指濃度為4 6%的氫氧化鈉和/或氫氧化鉀溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精礦的方法，其特征在于:步驟b中，水洗時(shí)酸洗渣與水的質(zhì)量比為1:1 3，水洗時(shí)攪拌時(shí)間為3 5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種簡單且鐵回收率高的用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的方法，該方法是先用酸洗再用堿洗的工藝除去硫酸渣中的部分雜質(zhì)，從而提高鐵的品位制得鐵精粉；其中，硫酸渣按質(zhì)量計(jì)含鐵46～60％。由于酸液會與硫酸渣中的鐵進(jìn)行反應(yīng)，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員很難想到采用酸液來提高鐵的品位，本發(fā)明利用硫酸渣中雜質(zhì)與酸具有不同的反應(yīng)活性，從而加入適量酸除去更容易與酸反應(yīng)的雜質(zhì)，再利用堿洗的方式除去容易與堿反應(yīng)的雜質(zhì)，在簡單實(shí)用的基礎(chǔ)上，能夠較大幅度的提高鐵的品位，并且鐵的回收率高，取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果。
文檔編號C22B1/00GK103088203SQ20131006670
公開日2013年5月8日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者羅濤 申請人:羅濤