CN104437368A - 一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）以硫铁矿烧渣为初始原料，将硫铁矿烧渣装入锥形球磨机，控制矿浆浓度，配加脱硫剂盐酸，磨矿；（2）装入磁选机给矿搅拌槽，控制给矿浓度，调整激磁电流强度，给矿、中冲、精冲的时间，进行一道磁分选，获得硫铁矿烧渣精矿；（3）将硫铁矿烧渣精矿经脱水，烘干，即获得高铁低硫型铁精矿；（4）将硫铁矿烧渣精矿配加硅藻土粉体、焦粉、粘结剂混合均匀；（5）用制粒机制成颗粒，置于烘箱内低温养护烘干，然后800-1000℃焙烧还原，获得多孔吸附材料。本发明工艺简单，实用性强，易于工业化生产，可解决长期以来被废弃的硫酸渣造成的环境污染问题，同时可获得良好的经济效益。

Description

一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法
技术领域
本发明专利属于污水、废气的吸附材料，涉及一种硫铁矿烧渣的利用技术，即“硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料”新工艺，该方法是硫铁矿烧渣的配料、造粒成型、还原造孔，获得硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料。
背景技术
硫铁矿烧渣是以硫铁矿或含硫尾砂为原料生产硫酸后排放的废渣，其中铁含量一般为30%~50%。近些年我国每年至少有5000万吨的硫铁矿烧渣排放，由于我国对硫铁矿烧渣利用技术不成熟，利用率低，导致大部分企业对硫铁矿烧渣采取填埋和堆放的处理方式，浪费大量土地资源；硫铁矿烧渣长期处于露天堆放的状态，其有害成分经过风化和雨水的侵蚀后渗透进入土壤中，污染土壤。此外，硫铁矿烧渣中的有害成分也会随着时间的推移被氧化成为水溶性硫酸盐污染水体，同时释放有毒气体污染空气质量。因此，对硫铁矿烧渣的综合利用意义重大。
为了扩宽高炉冶炼所用硫铁矿烧渣利用的范围，降低硫酸冶炼企业成本，硫铁矿烧渣作为一种长期被废弃的含铁资源的利用被从新审视。经过多年认真思考，硫铁矿烧渣可制备成含大空、中孔和小孔的多孔吸附材料，将硫铁矿烧渣变废为宝，有利于环境持续发展。
近年来，国内外许多学者针对天然多孔硅藻土、珍珠岩等具有多孔、大比表面积的矿石开展了重金属、有机污染废水的处理研究，并取得一些成果。然而，也存在治理困难、活化难、吸/脱附效率低等关键问题。
发明内容
本发明的目的是扩宽硫铁矿烧渣的利用范围，解决硫铁矿烧渣的现存问题，使其很好的为国家、社会发展服务。本发明提供一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，利用焦粉还原造孔具有操作方便、造孔好和效率高等特点，采用焦粉还原把硫铁矿烧渣制备成强度好，吸附孔径多样、比表面积大、吸附容量大和脱附性能好的多孔材料。
为实现上述目的，本发明方案为：一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，包括以下步骤：
（1）以硫铁矿烧渣为初始原料，将硫铁矿烧渣装入锥形球磨机，控制矿浆浓度，配加脱硫剂盐酸，磨矿；
（2）装入磁选机给矿搅拌槽，控制给矿浓度，调整激磁电流强度，给矿、中冲、精冲的时间，进行一道磁分选，获得硫铁矿烧渣精矿；
（3）将硫铁矿烧渣精矿经脱水，烘干，即获得高铁低硫型铁精矿；（4）将硫铁矿烧渣精矿配加硅藻土粉体、焦粉、粘结剂混合均匀；
（5）用制粒机制成颗粒，置于烘箱内低温养护烘干，然后800-1000℃焙烧还原，获得多孔吸附材料。
所述硫铁矿烧渣含铁量30%-50%，含流量为0-4%；硅藻土中二氧化硅含量80%-90%，氧化铝含量3-6%
所述硫铁矿烧渣的磨矿细度是质量分数80%小于-0.074mm，硅藻土细度是质量分数75%小于-0.074mm.
所述盐浓盐酸的配加量是硫铁矿烧渣质量的4-8%。
所述矿浆浓度范围为20%～40%，磁选激磁电流范围为2.5～3.5A，控制矿浆给矿时间、中冲时间和精冲时间三个时间段，其分别为2～4s、10s和10s。
所述硅藻土配加量为硫铁矿烧渣精矿的20～40%，粘结剂水泥或膨润土配加量为2-10%，焦粉配加量为2-12%。
所述制粒水添加量为混合物总量的10%，
所述颗粒粒度1-10mm
所述烘箱温度设置为105-110℃。
本发明的特征及带来的效果：
（1）硫铁矿在焙烧的过程中形成的S、SO2、SO3吸附在烧渣空隙中，在高温下与活性元素反应生成硫酸盐，此种硫酸盐具有一定的可溶性，通过配加一定量的盐酸，使其能很好溶解在溶液之中，从而显著的降低了硫含量。
（2）硫铁矿烧渣在磁选过程冲，通过自来水的中冲和精冲，经过清水淋洗，矿浆中存在着有害物质硫、铅、砷等被转移到液相中进而被脱除。
（3）通过磨矿使硫铁矿烧渣表面活性增强，便于硫铁矿烧渣与硅藻土的混合料易于制粒。
（4）粘结剂的添加时制粒颗粒具有良好的抗压强度、抗磨强度和抗水溶强度，在900℃下可以蒸发掉颗粒内的水分，同时不会破坏硅藻土原有的孔状结构。
（5）焦粉燃烧一方面会将颗粒内的铁氧化物还原成海绵铁，导致海绵铁内出现大小量的微孔；另一方面焦粉燃烧后会将占有的空间变成颗粒内部大孔。
    综上所述，通过本工艺方法可获得硫铁矿烧渣为基质材料的多孔吸附材料，既可获得较好的经济效益，同时可降低硫铁矿烧渣长期废弃堆存多带来的环境污染。
附图说明
图1：硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的工艺流程图。
实例解析
实例1: 将含铁39.77%，含硫1.12%的硫酸渣，在80℃温水下配成下矿浆质量浓度为40%，同时加入浓盐酸的质量为硫酸渣质量的8%，装入锥形球磨机进行磨矿，磨矿时间1min，矿浆倒出后装入磁选机给矿搅拌槽，磁选机给矿槽配浆浓度为30%，精选条件：电流3.5A，给矿时间4s，中冲时间10s，精冲时间10s；分选后将硫酸渣精矿进行过滤，并在烘箱内110℃烘干，即获得硫铁矿烧渣铁精矿。
将硫铁矿烧渣铁精矿配加其质量30%的硅藻土、4%的焦粉和8%的粘结剂进行混合制粒，制粒过程中水喷加量为总干混合料的10%，制粒时间为10min，养护烘干时间10h，焙烧还原温度和时间分别为900℃和2h，即获得多孔吸附材料。空隙容积达到0.94ml/g，比表面积为112.56m2/g。
实例2: 将含铁45.6%，含硫2.38%的硫酸渣，在80℃温水下配成下矿浆质量浓度为20%，同时加入浓盐酸的质量为硫酸渣质量的6%，装入锥形球磨机进行磨矿，磨矿时间1min，矿浆倒出后装入磁选机给矿搅拌槽，磁选机给矿槽配浆浓度为30%，精选条件：电流3.5A，给矿时间4s，中冲时间10s，精冲时间10s；分选后将硫酸渣精矿进行过滤，并在烘箱内105℃烘干，即获得硫铁矿烧渣铁精矿。
将硫铁矿烧渣铁精矿配加其质量40%的硅藻土、6%的焦粉和10%的粘结剂进行混合制粒，制粒过程中水喷加量为总干混合料的10%，制粒时间为10min，养护烘干时间10h，焙烧还原温度和时间分别为800℃和2h，即获得多孔吸附材料。空隙容积达到0.96ml/g，比表面积为116.18m2/g。

Claims (9)

1.一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）以硫铁矿烧渣为初始原料，将硫铁矿烧渣装入锥形球磨机，控制矿浆浓度，配加脱硫剂盐酸，磨矿；
（2）装入磁选机给矿搅拌槽，控制给矿浓度，调整激磁电流强度，给矿、中冲、精冲的时间，进行一道磁分选，获得硫铁矿烧渣精矿；
（3）将硫铁矿烧渣精矿经脱水，烘干，即获得高铁低硫型铁精矿；（4）将硫铁矿烧渣精矿配加硅藻土粉体、焦粉、粘结剂混合均匀；
（5）用制粒机制成颗粒，置于烘箱内低温养护烘干，然后800-1000℃焙烧还原，获得多孔吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述硫铁矿烧渣含铁量30%-50%，含流量为0-4%；硅藻土中二氧化硅含量80%-90%，氧化铝含量3-6%。
3.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述硫铁矿烧渣的磨矿细度是质量分数80%小于-0.074mm，硅藻土细度是质量分数75%小于-0.074mm。
4.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述盐浓盐酸的配加量是硫铁矿烧渣质量的4-8%。
5.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述矿浆浓度范围为20%～40%，磁选激磁电流范围为2.5～3.5A，控制矿浆给矿时间、中冲时间和精冲时间三个时间段，其分别为2～4s、10s和10s。
6.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述硅藻土配加量为硫铁矿烧渣精矿的20～40%，粘结剂水泥或膨润土配加量为2-10%，焦粉配加量为2-12%。
7.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述制粒水添加量为混合物总量的10%。
8.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述颗粒粒度1-10mm。
9.根据权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：所述烘箱温度设置为105-110℃。
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