CN107400787A - 一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法，属于二次资源回收利用技术领域。将含氮含硫铁盐进行氨浸脱除硫酸根和硝酸根，实现铁盐中硫酸根、硝酸根与铁的分离，产出的铁精矿外销；氨浸后含硫酸根、硝酸根的混合液采用沉淀法脱除硫酸根，实现硫酸根与硝酸根以及铵根与混合溶液的分离，产出的硫酸钙外销，产出的含氨蒸汽循环利用；沉淀后的溶液采用蒸发结晶的方法生产硝酸钙和冷凝水，实现硝酸根的回收利用和水的循环利用。整个过程回收无废渣废水产生，实现了含氮含硫铁盐的无害化和清洁化处理。本发明工艺流程短、技术条件易于控制，操作简单，实现了含氮含硫铁盐中铁、硫、氮的资源化回收利用。
Description
技术领域
本发明属于二次资源回收利用技术领域，具体是一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法。
背景技术
传统镍电解液除铁多采用黄钠铁矾法，此法除铁碱耗高，产出的黄钠铁矾渣含有价金属高，且其中的镍、铁等有价金属不能实现循环利用，造成金属直收率显著下降。为了降低镍电解湿法除铁过程的成本，提高有价金属的直收率，传统工艺均采用火法除铁，产出含铁小于3%的二次镍精矿，但因铁和钴的性质相似，在火法除铁过程中，大量的钴也随着铁一起进入渣中，造成钴的回收率直线下降。鉴于此，镍冶炼新工艺采用硝酸浸出的方法处理含铁的镍铜硫化物，使镍铜硫化物中的铁全部浸出进入浸出液中，并针对此浸出液采用热解除铁的方法将溶液中的铁转化为含氮含硫铁盐，该含氮含硫铁盐中含Fe 30-50%、SO4 2-5-45%、NO3 - 5-20%，不能直接外销，若作为固体废弃物堆存，在造成环境污染的同时会造成资源的严重浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺流程短，操作简单，环境友好的含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法，实现含氮含硫铁盐的资源化利用。
本发明一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法，其技术方案如下：将含氮含硫铁盐进行氨浸脱除硫酸根和硝酸根，实现铁盐中硫酸根、硝酸根与铁的分离，产出的铁精矿外销；氨浸后含硫酸根、硝酸根的混合液采用沉淀法脱除硫酸根，实现硫酸根与硝酸根以及铵根与混合溶液的分离，产出的硫酸钙外销，产出的含氨蒸汽循环利用；沉淀后的溶液采用蒸发结晶的方法生产硝酸钙和冷凝水，实现硝酸根的回收利用和水的循环利用。具体包括以下步骤：
a.将含氮含硫铁盐进行氨浸脱除硫酸根和硝酸根，产出含Fe＞60%的铁精矿和含硫酸根、硝酸根的混合液；
b. 将步骤a中含硫酸根、硝酸根的混合液采用沉淀法脱除硫酸根，沉淀剂为氧化钙，产出硫酸钙、含氨蒸汽和沉淀后溶液；
c. 将步骤b中硫酸钙外销，含氨蒸汽回收后返回步骤a，沉淀后的溶液通过蒸发结晶产出硝酸钙和冷凝水。
上述步骤a中，氨浸过程中含氮含硫铁盐与氨水的质量比为1:0.8-1.4，氨浸反应温度为65℃-85℃，氨浸时间为2.0-3.0h；在该条件范围内，铁盐中硫酸根的脱除率＞98%，硝酸根的脱除率＞99%，若超出该条件范围，则硫酸根和硝酸根的脱除率不能同时达到目标值。
步骤b中，沉淀剂与含氮含硫铁盐的质量比为0.4-0.6:1，沉淀时间为0.5-1.0h；在该条件范围内，可使混合液中硫酸根的沉淀率＞98%，以保证产出的硫酸钙的纯度。
本发明含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法具有以下优点：
1、本发明将含氮含硫铁盐依次进行氨浸、沉淀和蒸发结晶处理，产出品位较高的铁精矿和硝酸钙可作为产品外销，产出的硫酸钙可用于水泥添加剂，氨浸过程产生的含氨蒸汽可重新返回氨浸过程循环使用，蒸发结晶过程产生的冷凝水回收利用，整个过程回收无废渣废水产生，实现了含氮含硫铁盐的无害化和清洁化处理。
2、本发明工艺流程短、技术条件易于控制，操作简单，实现了含氮含硫铁盐中铁、硫、氮的资源化回收利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法作进一步说明。
实施例1
本实施例中含氮含硫铁盐的成分（质量百分比）为：Fe 30%、SO4 2- 45%、NO3 - 5%；
取上述含氮含硫铁盐100g，加入80g的氨水进行氨浸，氨浸温度65℃，浸出时间2.0h，得到49g铁精矿和500ml含硫酸根、硝酸根的混合液。铁精矿成分为：Fe 61.01%、SO4 2- 0.23%、NO3 - 0.05%，产率49%，直接外销。含硫酸根、硝酸根的混合液成分为SO4 2-89.70g/L、NO3 -9.90g/L、NH4 +40.50g/L，其中加入60g的氧化钙，反应0.5h，得到162g硫酸钙、含氨蒸汽和483ml沉淀后溶液；硫酸钙中Fe、Ni杂质元素的含量均小于0.001%，可用作水泥的添加剂，含氨蒸汽回收后返回氨浸步骤循环使用。沉淀后溶液成分为SO4 2-1.00g/L、NO3 -10.25g/L、NH4 +0.10g/L，通过蒸发结晶，得到5.5g硝酸钙和冷凝水。硝酸钙中Fe、Ni杂质元素的含量均小于0.001%，直接外销，冷凝水循环使用。整个回收过程硫酸根的脱除率为99.71%，硝酸根的脱除率为99.99%。
实施例2
本实施例中含氮含硫铁盐的成分（质量百分比）为：Fe 50%、SO4 2- 5%、NO3 - 20%；
取上述含氮含硫铁盐100g，加入140g氨水进行氨浸，氨浸温度85℃，浸出时间3.0h，得到82.64g铁精矿和600ml含硫酸根、硝酸根的混合液。铁精矿成分为：Fe 60.50%、SO4 2-0.21%、NO3 - 0.03%，产率82.64%，直接外销。含硫酸根、硝酸根的混合液成分为SO4 2-9.50g/L、NO3 -39.83g/L、NH4 +4.50g/L，其中加入40g的氧化钙沉淀，反应1.0h，得到17g硫酸钙、含氨蒸汽和594ml沉淀后溶液；硫酸钙中Fe、Ni杂质元素的含量均小于0.001%，可用作水泥的添加剂，含氨蒸汽回收后返回氨浸步骤循环使用。沉淀后溶液成分为SO4 2-1.00g/L、NO3 -40.23g/L、NH4 +0.10g/L，通过蒸发结晶，得到22g硝酸钙和冷凝水。硝酸钙中Fe、Ni杂质元素的含量均小于0.001%，直接外销，冷凝水循环使用。整个回收过程硫酸根的脱除率为99.97%，硝酸根的脱除率为99.98%。
实施例3
本实施例中含氮含硫铁盐的成分（质量百分比）为：Fe 40%、SO4 2- 35%、NO3 - 10%；
取上述含氮含硫铁盐100g，加入100g氨水，氨浸温度75℃，浸出时间2.5h，得到65.93g铁精矿和550ml含硫酸根、硝酸根的混合液。铁精矿成分为：Fe 60.67%、SO4 2- 0.18%、NO3 -0.05%，，产率65.93%，直接外销。含硫酸根、硝酸根的混合液成分为SO4 2-69.60g/L、NO3 -19.87g/L、NH4 +31.50g/L，其中加入50g的氧化钙沉淀，反应45Min，得到125g硫酸钙、含氨蒸汽和530ml沉淀后溶液；硫酸钙中Fe、Ni杂质元素的含量均小于0.001%，可用作水泥的添加剂，含氨蒸汽回收后返回氨浸步骤循环使用。沉淀后溶液成分为SO4 2-1.00g/L、NO3 -20.57g/L、NH4 +0.08g/L，通过蒸发结晶，得到11g硝酸钙和冷凝水。硝酸钙中Fe、Ni杂质元素的含量均小于0.001%，直接外销，冷凝水循环使用。整个回收过程硫酸根的脱除率为99.76%，硝酸根的脱除率为99.99%。
Claims (3)
1.一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将含氮含硫铁盐进行氨浸脱除硫酸根和硝酸根，产出含Fe＞60%的铁精矿和含硫酸根、硝酸根的混合液；
b. 将步骤a中含硫酸根、硝酸根的混合液采用沉淀法脱除硫酸根，沉淀剂为氧化钙，产出硫酸钙、含氨蒸汽和沉淀后溶液；
c.将步骤b中硫酸钙用作水泥添加剂，含氨蒸汽回收后返回步骤a，沉淀后溶液通过蒸发结晶产出硝酸钙和冷凝水。
2.根据权利要求1所述的一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法，其特征在于：步骤a中，氨浸过程中含氮含硫铁盐与氨水的质量比为1:0.8-1.4，氨浸反应温度65-85℃，氨浸时间为2.0-3.0h。
3.根据权利要求1所述的一种含氮含硫铁盐的氨浸回收利用方法，其特征在于：步骤b中，沉淀剂与含氮含硫铁盐的质量比为0.4-0.6:1，沉淀时间为0.5-1.0h。
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