CN103343225B - 一种含铁橄榄石物料的综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，涉及一种含铁橄榄石物料的处理方法，尤其是一种铁橄榄石中铁、硅分离及利用的方法。其特征在于其过程是将含铁橄榄石物料磨细后；与碱液混合进行浸出反应，得到的反应浆料进行固液分离，得到脱硅精矿和含硅碱液，脱硅精矿在空气中氧化成针铁矿。本发明的方法通过碱液浸出使铁橄榄石中的铁、硅以固、液两种形态存在，实现对铁、硅元素的富集、分离及提取，形成针铁矿及含硅碱液两种产品，资源综合利用率高，经济效益较好。
Description
技术领域
一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，涉及一种含铁橄榄石物料的处理方法，尤其是一种铁橄榄石中铁、硅分离及利用的方法。
背景技术
我国可供开发利用的铁矿资源约260亿吨，但铁矿富矿资源不足，96%的铁矿资源为贫矿，平均铁品位为32.6%。2003年以来，我国对进口铁矿石的依赖程度达到55%以上。寻找新的原料来源已是迫在眉睫。
铁橄榄石等以硅酸铁形式存在的铁矿物由于铁含量较低且含硅高，一直作为工业不可用铁而废弃不用。目前，不少冶金渣中都含有一定量的铁，但由于技术经济等原因而未能实现大规模的利用。例如铜渣中，氧化铁含量达到50%以上，已达到我国铁矿石开采品位。2012年，我国铜产量606万吨，预计排放铜渣约1500万吨，其中含铜约10.5-22.5万吨，含铁450-600万吨，是潜在的铁矿资源。但铜渣中约90%的铁为铁橄榄石（Fe2SiO4），嵌布粒度极细，硅铁难以分开，导致铁得不到合理的回收。虽然有研究将铜渣中的铁橄榄石在熔融状态下还原为生铁加以回收，但铁橄榄石的还原温度高且为吸热反应，造成熔炼能耗高，技术经济性差。
发明内容
本发明的目的是就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能将铁橄榄石中铁、硅有效分离的含铁橄榄石物料的综合利用方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于其过程是将含铁橄榄石物料磨细后；与碱液混合进行浸出反应，得到的反应浆料进行固液分离，得到脱硅精矿和含硅碱液，脱硅精矿在空气中氧化成针铁矿。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于含铁橄榄石物料磨细0.6mm以下。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于进行浸出反应时加入添加剂铝硅酸钙，其用量为原料中硅含量的0～1%。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液，其碱液中Na2Ok的浓度是20～400 g/L。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于进行浸出过程是的与碱液和添加剂混合，在1～5 atm压力下进行浸出反应，液固比为1～50，反应温度为20～280℃，反应时间为1 min～12 h。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于所述碱液中Na2Ok的浓度是50～300g/L。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于其反应压力为1 atm。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于其应温度为90～150℃。
本发明的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于其反应时间为10 min～2.5 h。
本发明提供的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，用碱液浸出法处理，目的是使铁橄榄石中的硅转化到液相中与固相铁化合物分离。在一定条件下，原料中的铁橄榄石可与碱反应，生成氢氧化亚铁沉淀和硅酸钠或硅酸钾，固液分离可得到含硅碱液和脱硅精矿。脱硅精矿主要成分为氢氧化亚铁，在空气中逐渐被氧化，最终转化为易还原的针铁矿。添加剂的加入，可以降低铁橄榄石与碱的反应温度，提高反应效率。
本发明提供的一种含铁橄榄石物料的综合利用方法通过碱液浸出使铁橄榄石中的铁、硅以固、液两种形态存在，实现对铁、硅元素的富集、分离及提取，形成针铁矿及含硅碱液两种产品，资源综合利用率高，经济效益较好。
本发明提供的含铁橄榄石物料的处理方法，具有以下优点：
（1）铁橄榄石反应率高，硅、铁分离效果好；
（2）最终可得到针铁矿、含硅碱液两种产品，资源综合利用率高，整个工艺过程无三废产生，且反应温度要求不高，能耗较低，经济环境效益较好；
（3）得到的针铁矿可作为炼铁的原料，由于其二氧化硅含量极低，同时含有少量氧化钙，可以减少炼铁过程中造渣用石灰的用量；
（4）得到的含硅碱液可作为湿法生产硅酸钠、硅酸钾或硅酸钠钾的原料。
本发明方法适用性强，可广泛应用于含铁橄榄石矿物、铜渣、镍铁渣等所有含铁橄榄石的资源的综合利用。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，将原料磨至0.6mm以下，然后与碱液混合，在1～5 atm下进行浸出反应，液固比为1～50，反应温度为20～280℃，反应时间为1 min～12 h，反应结束后将得到的反应浆料进行固液分离，得到脱硅精矿与浸出液。脱硅精矿主要成分为氢氧化亚铁，在空气中逐渐氧化。浸出液为含硅碱液，可循环用于浸出反应，当浸出液中二氧化硅浓度达到一定值时，可将其作为硅酸钠、硅酸钾或硅酸钠钾的生产原料或其它用途。
所述碱液中Na2O的浓度是20～400 g/L，优选是50～300 g/L。所述碱液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液等。
所述浸出反应中可加入添加剂铝硅酸钙，其用量为原料中硅含量的0～1%。
所述反应压力为1～5 atm，优选为1 atm。
所述反应温度为20～280℃，优选为90～150℃。
所述反应时间为1 min～12 h ，优选为10 min～2.5 h。
所述当浸出液中二氧化硅浓度达到一定值时，一定值为二氧化硅与氧化钠的摩尔比为0.5～1。
实施例1
如图1所示，一种含铁橄榄石物料的处理方法，包括以下步骤：
含Fe 35.32%、SiO2 32.56%的含铁橄榄石铁矿石在90℃下，与50g/L的NaOH溶液、添加剂混合反应5h，液固比30，其中添加剂的用量为铁矿石中硅含量的0.5%。离心分离得到SiO2 9.35g/L的含硅碱液，和Fe 61.94%、SiO2 4.57%的脱硅精矿。浸出液循环用于浸出过程，当溶液中二氧化硅与氧化钠的分子比大于0.7时，用于硅酸钠的生产。
实施例2
如图1所示，一种含铁橄榄石物料的处理方法，包括以下步骤：
组成为Fe 38.32%、SiO2 30.83%的某铜渣在280℃下，与500g/L的KOH溶液混合反应10min，液固比5，添加剂的用量为铜渣中硅含量的1%。过滤得到SiO2 48.98g/L的浸出液，和Fe 60.81%、SiO2 8.07%的脱硅精矿。浸出液循环用于浸出过程，当溶液中二氧化硅与氧化钾的分子比大于0.8时，用于硅酸钾的生产。
实施例3
如图1所示，一种含铁橄榄石物料的处理方法，包括以下步骤：
Fe 42.41%、SiO2 27.56%的镍铁渣在150℃下，与100g/L的NaOH、KOH溶液混合反应2h，液固比10。离心分离得到SiO2 24.74g/L的含硅碱液，和Fe 65.05%、SiO2 3.92%的脱硅精矿。浸出液循环用于浸出过程，当溶液中二氧化硅与氧化钠和氧化钾的分子比大于0.7时，用于硅酸钠钾的生产。
Claims (1)
1.一种含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于，其过程是将含铁橄榄石物料磨细后，与碱液混合进行浸出反应，得到的反应浆料进行固液分离，得到脱硅精矿和含硅碱液，脱硅精矿在空气中氧化成针铁矿；
其中，含铁橄榄石物料磨细至0.6mm以下；
进行浸出反应时加入添加剂铝硅酸钙，其用量为原料中硅含量的0～1%；
所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液，其碱液中Na2Ok的浓度是20～400 g/L；
进行浸出过程是：与碱液和添加剂混合，在1 atm压力下进行浸出反应，液固比为1～50，反应温度为90～150℃，反应时间为10 min～2.5 h。
2. 根据权利要求1所述的含铁橄榄石物料的综合利用方法，其特征在于，所述碱液中Na2Ok的浓度是50～300 g/L。
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