CN101456559A

CN101456559A - 中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法

Info

Publication number: CN101456559A
Application number: CNA2009100940181A
Authority: CN
Inventors: 倪天银; 冯启明
Original assignee: YUNNAN EVERGREEN TREE INVESTMENT CO Ltd
Current assignee: YUNNAN EVERGREEN TREE INVESTMENT CO Ltd
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2009-06-17

Abstract

本发明是一种中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法。硫铁矿经破碎后直接进入沸腾炉焙烧，得到二氧化硫气体和烧渣；二氧化硫气体用于进一步生产硫酸或还原生产硫磺；烧渣先磁选铁精粉或直接添加化学助剂进行研磨后加热反应，化学助剂加入量按烧渣重量的2～4倍加入；加热反应后在酸性条件下进行溶解1～3小时，过滤分离后即得多孔二氧化硅；滤液调整pH值至9～12静置过滤，滤渣氢氧化铁经洗涤焙烧即得高纯铁黄颜料，过滤氢氧化铁的滤液调整pH值至4～6.5静置过滤分离出氢氧化铝，经洗涤烘干得氢氧化铝成品。本发明硫利用率可提高40％～50％，解决了现有利用技术的环境污染难题；并且与中低品位硫铁矿共生的所有成份得到了充分利用。

Description

中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是中低品位硫铁矿综合利用副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法。

背景技术

我国硫铁矿资源丰富，占世界总储量的10％，居第三位，但多以中低品位为主，富矿(≥35％)仅占总储量的4％左右，平均地质品位17.68％。硫铁矿是我国主要的硫资源，占硫资源总量的80％；硫铁矿资源总量中单一硫铁矿占53％，伴生硫铁矿占27％。

我国六盘水经济区硫铁矿产于上二叠统含煤岩系中，岩系上部为海陆交替相含煤沉积；岩系下部则为硫铁矿层，硫铁矿产于浅灰—灰白色高岭石粘土岩中，硫铁矿中金属矿物以黄铁矿为主，白铁矿次之，少量胶黄铁矿，另有少量磁铁矿、假象赤铁矿和褐铁矿；非金属矿物以高岭石为主，其次是石英、伊利石、绿泥石、碳质物、锐钛矿和方解石等。我国硫铁矿目前主要是洗选制硫精砂和土法生产硫磺用。

土法炼硫方法硫收率低(实际一般只有38—40％)，严重污染环境，经济效益和社会效益很差。1997年根据国务院有关规定对土法炼硫进行了整顿关停。

硫铁矿生产硫精砂的主要选矿方法是浮选，其次为重选、磁选或浮-磁联合选；据统计尾矿中还有15％～30％的黄铁矿未选出，生产1吨硫精砂需原矿3～3.5吨，耗水10～15吨，一般产生废渣2～2.5吨、废水12吨，尾渣含硫常在7％以上，硫资源利用率不足58％；硫铁矿尾矿其实就是与硫铁矿共生的高钛、铁含黄铁矿高岭石粘土岩，可见采选的尾渣高岭石含量近90％，是可供利用的重要再生资源，未得到利用不仅浪费了大量宝贵的资源，而且大量尾矿渣根本没有力量进行处理，对当地的生态环境、工农业生产、人民身体健康造成了严重的危害，对周围水域等环境造成了严重的污染。硫精砂生产产生的废水污染水体，包括地表水和地下水导致水土生态环境严重破坏。硫铁矿制硫精砂产品单一，产业链短，资源综合利用率，既损失了矿资源效益又给当地的环境造成了严重污染，而且硫精砂在运输和再加工过程中，二次污染严重；用于制硫酸的渣目前也只磁选回收部分铁未得到综合利用。而多孔二氧化硅和氢氧化铝是橡胶、塑料的补强填料，在造纸、染料、涂料、油墨等方面也有广泛的用途，超细超纯铁黄颜料在油漆行业市场前景非常广阔。

发明内容

本发明的目的是提供一种中低品位硫铁矿综合利用副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法。

本发明的目的是这样实现的：生产中把硫铁矿全层开采出来，经破碎后直接进入沸腾炉焙烧，得到二氧化硫气体和烧渣。二氧化硫气体用于进一步生产硫酸或还原制取硫磺；烧渣磁选铁精粉或直接进行研磨添加化学助剂加热反应，再在酸性条件下进行溶解，过滤分离固相物即为多孔二氧化硅；液相再分别调整PH值，可先后分离出氢氧化铁和氢氧化铝，氢氧化铁经洗涤焙烧即得高纯铁黄颜料，氢氧化铝经洗涤干燥即为成品；分离氢氧化铝后的滤液用于洗涤加热反应尾气回收化学助剂并得到初步浓缩，再经浓缩析出助剂，沉降后上层清液加水稀释，用于溶解加热反应渣循环利用，下层稠浆用于作烧渣的添加化学助剂循环利用。洗涤后的尾气经除沫后达标排放。具体方法为：

将硫铁矿全层开采出来，不经洗选，均化后直接进行粉碎，粉碎到4mm以下的物料经80℃-200℃烘干或自然堆放晾干，制成含水小于6％、全硫16％以上的原料，将制好的原料加入沸腾炉在700～1100℃进行沸腾焙烧，得到含二氧化硫6～15％的气体和含硫1％以下的烧渣；含二氧化硫的气体用于生产硫酸或还原生产硫磺同时产生还原煤渣；烧渣磁选铁精粉或直接按重量的2～4倍加入硫酸铵或亚硫酸铵做活化反应剂(化学助剂)进行混合研磨至细度达到80％过100目，在400℃～600℃进行加热反应1～3小时，硫酸铵或亚硫酸铵与烧渣中的铝、铁、钛生成铝、铁、钛铵硫酸复盐，和复盐进一步分解为铝、铁、钛硫酸盐；反应产生的尾气(主要含氨气和三氧化硫或二氧化硫)，进入洗涤除沫器进行洗涤除尘达标排放。将加热反应后的烧渣进行酸性溶解，按烧渣重量的3～5倍加入酸性水(如质量浓1～5％的硫酸溶液)，在酸性条件下进行溶解1～3小时；对溶解料液进行过滤分离，滤渣洗涤烘干即为多孔二氧化硅产品同时产生洗涤水，滤液加入碱性物料调整PH值至9～12静置过滤，滤渣氢氧化铁经洗涤焙烧即得高纯铁黄颜料同时产生洗涤水，过滤氢氧化铁的滤液再加入硫酸调整PH值至4～6.5静置过滤分离出氢氧化铝，经洗涤烘干即得氢氧化铝成品；分离氢氧化铝后的滤液用于洗涤加热反应的尾气，回收尾气中的氨和三氧化硫或二氧化硫生成硫酸铵或亚硫酸铵并得到初步浓缩，再加热浓缩沉降析出硫酸铵或亚硫酸铵，用于返回加入烧渣作化学助剂循环利用，经沉降后上层清液按其重量1：1～3加洗涤水稀释，用于酸性溶解循环利用。若二氧化硫的气体用于生产硫磺同时产生还原煤渣，还原煤渣可加入烧渣一起利用。

本发明本发明比现有中低品位硫铁矿生产硫精砂技术硫利用率可提高40％～50％，而且没有硫精砂生产的废渣和废水，解决了现有利用技术的环境污染难题；并且与中低品位硫铁矿共生的所有成份得到了充分利用，实现了中低品位硫铁矿的全层开采和循环综合利用，符合国家循环经济和资源综合利用的发展方向，是中低品位硫铁矿的很好利用方法。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

云南镇雄堰塘硫铁矿均化制成S：17～21％、Al₂O₃：27～31％、Fe₂O₃：19～22％、SiO₂：32～37％、TiO₂：3～6％、含水小于6％的原料，经粉碎到4mm以下，再自然堆放晾干备用。将制好的原料加入沸腾炉在850～950℃进行沸腾焙烧，得到含二氧化硫8～12％的气体和含硫1％以下的烧渣。含二氧化硫的气体用于按常规硫铁矿制酸工艺生产硫酸。烧渣主要成份为S：0.5～1％、Al₂O₃：28～32％2、Fe₂O₃：21～23％、SiO₂：35～39％、TiO₂：4～6％。烧渣按其重量的3倍加入硫酸铵(化学助剂)进行混合研磨至80％过100目，在550℃～600℃进行加热反应1.5小时，硫酸铵与烧渣中的铝、铁、钛生成铝、铁、钛铵硫酸复盐，和复盐进一步分解为铝、铁、钛硫酸盐；反应产生的尾气(主要含氨气和三氧化硫)，进入洗涤除沫器进行洗涤除尘达标排放。将加热反应后的烧渣进行酸性溶解，按烧渣重量的4倍加入酸性水(如质量浓度为3％的硫酸溶液或其它酸溶液)，在酸性条件下进行溶解1小时；对溶解料液进行过滤分离，滤渣洗涤烘干即为多孔二氧化硅产品同时产生洗涤水，滤液通入氨气调整PH值至11静置过滤，滤渣氢氧化铁经洗涤焙烧即得高纯铁黄颜料同时产生洗涤水，过滤氢氧化铁的滤液再加入硫酸调整PH值至5.5静置过滤分离出氢氧化铝，经洗涤烘干即得氢氧化铝成品；分离氢氧化铝后的滤液用于洗涤加热反应的尾气，回收尾气中的氨和三氧化硫生成硫酸铵并得到初步浓缩，再加热浓缩沉降析出硫酸铵，用于返回加入烧渣作化学助剂循环利用，经沉降后上层清液按其重量1：2加洗涤水稀释，用于酸性溶解循环利用。

实施例2：

四川叙永硫铁矿均化制成(S：18～21％，Al₂O₃：28～32％，Fe₂O₃：19～22％，SiO₂：34～37％，TiO₂：4～6％，含水小于6％)的原料，经粉碎到4mm以下，再自然堆放晾干备用。将制好的原料加入沸腾炉在900～980℃进行磁性沸腾焙烧，得到含二氧化硫12～15％的气体和含硫1％以下的烧渣。含二氧化硫的气体用于高硫煤沸腾还原生产硫磺，同时产生还原煤渣。烧渣含四氧化三铁19～21％，先进行磁选得到含铁60％以上的铁精粉，磁选后的烧渣按重量10：1加入还原产生的煤渣后主要成份为S：0.6～1％，Al₂O₃：33～38％2，Fe₃O₄：7～8％，SiO₂：42～47％，TiO₂：5～7％。将混合烧渣按重量的3.5倍加入亚硫酸铵进行混合研磨至80％过100目，在400℃～450℃进行加热反应2小时，亚硫酸铵与烧渣中的铝、铁、钛生成铝、铁、钛铵硫酸复盐；反应产生的尾气(主要含氨气和二氧化硫)，进入洗涤除沫器进行洗涤除尘达标排放。将加热反应后的混合烧渣进行酸性溶解，按烧渣重量的2.5倍加入酸性水(如质量浓度2％的亚硫酸溶液)，在酸性条件下进行溶解2小时；对溶解料液进行过滤分离，滤渣洗涤烘干即为多孔二氧化硅产品同时产生洗涤水，滤液加入氢氧化钠调整PH值至10.5静置过滤，滤渣氢氧化铁经洗涤焙烧即得高纯铁黄颜料同时产生洗涤水，过滤氢氧化铁的滤液再加入亚硫酸调整PH值至4.5静置过滤分离出氢氧化铝，经洗涤烘干即得氢氧化铝成品；分离氢氧化铝后的滤液用于洗涤加热反应的尾气，回收尾气中的氨和二氧化硫生成亚硫酸铵并得到初步浓缩，再加热浓缩沉降析出亚硫酸铵，用于返回加入烧渣作化学助剂循环利用，经沉降后上层清液按其重量1：3加洗涤水稀释，用于酸性溶解循环利用。

Claims

1、一种中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法，其特征在于：把硫铁矿全层开采出来，经破碎后直接进入沸腾炉焙烧，得到二氧化硫气体和烧渣；二氧化硫气体用于进一步生产硫酸或还原生产硫磺；烧渣先磁选铁精粉或直接添加化学助剂进行研磨后加热反应，化学助剂加入量按烧渣重量的2～4倍加入；加热反应后在酸性条件下进行溶解1～3小时，过滤分离后即得多孔二氧化硅；滤液加入碱性物料调整PH值至9～12静置过滤，滤渣氢氧化铁经洗涤焙烧即得高纯铁黄颜料，过滤氢氧化铁的滤液再加入酸调整PH值至4～6.5静置过滤分离出氢氧化铝，经洗涤烘干即得氢氧化铝成品。

2、根据权利要求1所述的中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法，其特征在于：原料硫铁矿沸腾焙烧可以是磁性和非磁性；若采用磁性焙烧，烧渣可以先磁选铁粉再加化学助剂研磨进行加热反应。

3、根据权利要求1所述的中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法，其特征在于：所述的化学助剂为硫酸铵或亚硫酸铵。

4、根据权利要求1所述的中低品位硫铁矿副产多孔二氧化硅、氢氧化铝和铁黄的方法，其特征在于：所述的酸性条件是按烧渣重量的3～5倍加入酸性水，即加入质量浓度为1～5％的硫酸溶液。