CN106801140A - 利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺 - Google Patents

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Abstract

利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，包括如下步骤：（1）将硫酸渣研磨至200-300目，然后加入N-甲基二乙醇胺继续研磨2-3h，得到研磨料；（2）将步骤（1）得到的研磨料与浸出药剂混合均匀，所述浸出药剂采用王水；（3）将预处理滤渣在120～250℃的温度下进行水热反应至少2小时；（4）加入碳酸钠溶液，并进行搅拌；（5）利用用浓度稀酸浸泡3～30分钟后过滤，得到高品位铁精粉。本发明获得的铁精粉中铁的品位高，产品质量稳定。

Description

利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺
技术领域
本发明属于铁精粉技术领域，具体是指利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺。
背景技术
硫酸渣又称为黄铁矿烧渣,是化工厂在利用黄铁矿为原料生产硫酸时排出的废渣。其主要成分为铁,另外还含有硅、钙、镁、硫等其他元素,主要矿物为赤铁矿、磁铁矿、石英、硬石膏等。我国黄铁矿烧渣年排放量为1 000万t左右,约占化工渣的1 /3。大量烧渣的排放和堆存不仅会侵占土地,还会对大气、水体、土壤等造成污染。同时烧渣中富含铁等元素,是一种宝贵的二次资源,充分利用黄铁矿烧渣不仅可消除其对环境的污染,还会变废为宝,创造一定的经济效益。
由于烧渣中含铁丰富,质量分数一般在30%～50% ,而且粒度较细,所以很多国家都把它经过一系列分选工艺后,生产铁精粉,作为炼铁原料。特别是铁矿资源较贫乏的国家,如德国、日本、意大利等已把硫酸渣作为一种重要的炼铁原料,并有专门处理硫酸渣的工厂。我国也对硫酸渣制取铁精粉进行了试验研究,一般采用磁选、重选或磁选— 重选联合流程等对烧渣进行分选,达到富铁降硫的目的。但是效果都不是很理想,烧渣中铁的回收率很低,而且其中的硫往往难以脱除, 从而影响烧渣的综合利用。这是由于硫酸渣是由天然矿物在高温下焙烧后产生的,其物理化学性质已经与天然矿物有了很大不同,烧渣中磁铁矿和赤铁矿与脉石之间多以连生体形式存在。硫酸渣中矿物这种复杂的连生结构严重影响选别精矿品位的提高,常规的分选方法如磁选、重选、浮选等都难以获得理想的分选指标。国外采用的工艺中大多都要进行焙烧工艺,成本过高,不适合我国国情。所以我国硫酸渣一直未能得到很好地应用,烧渣质量差,难以分选,是我国硫酸渣利用率低的一个重要原因。
因此，很有必要设计一种利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺。
本发明的内容包括：
利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，包括如下步骤：
（1）将硫酸渣研磨至200-300目，然后加入N-甲基二乙醇胺继续研磨2-3h，得到研磨料；
（2）将步骤（1）得到的研磨料与浸出药剂混合均匀，所述浸出药剂采用王水，在45-57℃下反应2-5小时后过滤得到预处理滤渣；
（3）将预处理滤渣在120～250℃的温度下进行水热反应至少2小时，得到水热物料；
（4）将步骤（3）得到的水热物料中加入碳酸钠溶液，并进行搅拌，持续3-5小时，过滤，得到滤渣；
（5）将步骤（4）得到的滤渣利用用浓度为0.2％～5％的稀酸按水洗滤渣：稀酸＝1g：1.5mL～1g：6mL的质量体积比浸泡水洗滤渣，浸泡3～30分钟后过滤，得到高品位铁精粉。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（1）中，N-甲基二乙醇胺的加入量为硫酸渣的10-12wt%。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（2）中，研磨料与浸出药剂的体积比为100：（3-4）。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（3）中，进行反应的时间为3小时。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（4）中，搅拌采用顺时针搅拌，且搅拌速率为200-300转/分钟。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（5）中，稀酸为盐酸。
本发明的有益效果是，
上述方法由于预先分离可溶性杂质，解决了产品质量不稳定的问题，同时全铁含量和回收率得到了显著提高，水热温度也得到降低；添加石灰水处理预处理步骤中生成的预处理滤液，是的重金属离子以沉淀的形式过滤除去，可有效避免废水排放对水体产生重金属污染；水热反应过程温度低，克服了高温结晶结瘤现象，并且对铁氧化物结构和成分几乎无影响；该方法适应范围广，适合处理因硫铁矿的成矿方式不同、硫品味不同以及制酸工艺的差异而产生的结构和性质不同的硫酸渣，硫酸渣使用前不需磨矿；获得铁精粉不仅可以直接作为炼铁的原料，而且可以直接作为其它铁系产品的原料。
该方法能耗低，不需要在高温高压条件下进行，且回收率高，资源得到充分利用，大大降低了生产成本并且对环境的污染小；获得的铁精粉中铁的品位高，产品质量稳定。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，包括如下步骤：
（1）将硫酸渣研磨至200目，然后加入N-甲基二乙醇胺继续研磨2h，N-甲基二乙醇胺的加入量为硫酸渣的10wt%,得到研磨料；
（2）将步骤（1）得到的研磨料与浸出药剂混合均匀，研磨料与浸出药剂的体积比为100：3,所述浸出药剂采用王水，在45℃下反应2小时后过滤得到预处理滤渣；
（3）将预处理滤渣在120℃的温度下进行水热反应2小时，得到水热物料；
（4）将步骤（3）得到的水热物料中加入碳酸钠溶液，并进行搅拌，搅拌采用顺时针搅拌，且搅拌速率为200转/分钟,持续3小时，过滤，得到滤渣；
（5）将步骤（4）得到的滤渣利用用浓度为0.2％的盐酸按水洗滤渣：稀酸＝1g：1.5mL～1g：6mL的质量体积比浸泡水洗滤渣，浸泡3分钟后过滤，得到高品位铁精粉。
实施例2
利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，包括如下步骤：
（1）将硫酸渣研磨至300目，然后加入N-甲基二乙醇胺继续研磨3h，N-甲基二乙醇胺的加入量为硫酸渣的12wt%,得到研磨料；
（2）将步骤（1）得到的研磨料与浸出药剂混合均匀，研磨料与浸出药剂的体积比为100：4,所述浸出药剂采用王水，在57℃下反应5小时后过滤得到预处理滤渣；
（3）将预处理滤渣在250℃的温度下进行水热反应至少2小时，得到水热物料；
（4）将步骤（3）得到的水热物料中加入碳酸钠溶液，并进行搅拌，搅拌采用顺时针搅拌，且搅拌速率为300转/分钟,持续5小时，过滤，得到滤渣；
（5）将步骤（4）得到的滤渣利用用浓度为5％的盐酸按水洗滤渣：稀酸＝1g：1.5mL～1g：6mL的质量体积比浸泡水洗滤渣，浸泡30分钟后过滤，得到高品位铁精粉。
实施例3
利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，包括如下步骤：
（1）将硫酸渣研磨至280目，然后加入N-甲基二乙醇胺继续研磨2.5h，N-甲基二乙醇胺的加入量为硫酸渣的11wt%,得到研磨料；
（2）将步骤（1）得到的研磨料与浸出药剂混合均匀，研磨料与浸出药剂的体积比为100：3,所述浸出药剂采用王水，在50℃下反应4小时后过滤得到预处理滤渣；
（3）将预处理滤渣在120～250℃的温度下进行水热反应3小时，得到水热物料；
（4）将步骤（3）得到的水热物料中加入碳酸钠溶液，并进行搅拌，搅拌采用顺时针搅拌，且搅拌速率为260转/分钟,持续4小时，过滤，得到滤渣；
（5）将步骤（4）得到的滤渣利用用浓度为3.1％的盐酸按水洗滤渣：稀酸＝1g：1.5mL～1g：6mL的质量体积比浸泡水洗滤渣，浸泡25分钟后过滤，得到高品位铁精粉。
实施例1-3得到的产品性能如下表：
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，其特征是，包括如下步骤：
（1）将硫酸渣研磨至200-300目，然后加入N-甲基二乙醇胺继续研磨2-3h，得到研磨料；
（2）将步骤（1）得到的研磨料与浸出药剂混合均匀，所述浸出药剂采用王水，在45-57℃下反应2-5小时后过滤得到预处理滤渣；
（3）将预处理滤渣在120～250℃的温度下进行水热反应至少2小时，得到水热物料；
（4）将步骤（3）得到的水热物料中加入碳酸钠溶液，并进行搅拌，持续3-5小时，过滤，得到滤渣；
（5）将步骤（4）得到的滤渣利用用浓度为0.2％～5％的稀酸按水洗滤渣：稀酸＝1g：1.5mL～1g：6mL的质量体积比浸泡水洗滤渣，浸泡3～30分钟后过滤，得到高品位铁精粉。
2.如权利要求1所述的利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，其特征是，步骤（1）中，N-甲基二乙醇胺的加入量为硫酸渣的10-12wt%。
3.如权利要求1所述的利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，其特征是，步骤（2）中，研磨料与浸出药剂的体积比为100：（3-4）。
4.如权利要求1所述的利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，其特征是，步骤（3）中，进行反应的时间为3小时。
5.如权利要求1所述的利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，其特征是，步骤（4）中，搅拌采用顺时针搅拌，且搅拌速率为200-300转/分钟。
6.如权利要求1所述的利用硫酸渣生产铁精粉的新工艺，其特征是，步骤（5）中，稀酸为盐酸。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103160685A (zh) * 2013-02-22 2013-06-19 厦门大学 一种硫酸渣回收铁精粉的方法
CN104152669A (zh) * 2014-08-21 2014-11-19 武汉中地西能科技有限公司 一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103160685A (zh) * 2013-02-22 2013-06-19 厦门大学 一种硫酸渣回收铁精粉的方法
CN104152669A (zh) * 2014-08-21 2014-11-19 武汉中地西能科技有限公司 一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法

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