CN110550664B - 用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法 - Google Patents

用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法 Download PDF

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Abstract

一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，包括以下步骤：将含砷焙烧氰化尾渣磨矿至细度小于0.048mm的部分占90％以上；将含砷焙烧氰化尾渣和强化剂加入多级逆流浸出装置中，通过多级逆流浸出方法浸出其中的铁和砷，反应完毕得到浸出液和浸出渣；调节浸出液pH至0.5～3，加入铁粉将其中的Fe3+全部还原为Fe2+，反应完毕后固液分离；将得到的液体调节pH至1～7，加入氧化剂将其中的砷全部转化为砷渣，过滤；将过滤得到的液体调节pH至3～7，加入氧化剂并搅拌，使溶液中的铁离子沉淀，过滤得到氢氧化铁；焙烧氢氧化铁得到铁红。本发明采用湿法工艺，清洁环保，不仅可以实现铁资源的利用，还可以将砷、氰根等进行无害化处置，具有良好的经济效益和广阔的应用前景。

Description

用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法。
背景技术
含砷焙烧氰化尾渣是金精矿经过焙烧制酸和氰化提金后产生的固体废弃物，据不完全统计，我国黄金冶炼企业每年排放的氰化尾渣量超过2000万吨，累计堆存量达到1.2亿吨以上。由于，氰化尾渣中含有大量的氰根和砷、铅等重金属，因此氰化尾渣会给生态环境带来巨大的风险，它是国家危废名录中的无机氰化固体废物。
随着矿物资源的不断利用，以及环境保护的需要，从氰化尾渣中回收有价金属受到越来越广泛的关注。把氰化尾渣作为二次资源加以开发利用，减少对环境的危害，对经济社会的发展具有重要意义。含砷焙烧氰化尾渣的主要成分是Fe2O3，一般含铁20～60％，尤其是含铁高的尾渣，铁具有较大的回收利用价值。目前，硫酸烧渣中铁的提取方法主要有磁选法、磁化焙烧-磁选法、酸溶法、还原/活化焙烧酸溶法、直接活化酸溶法等。磁选法受到烧渣中铁的存在形式的限制，而磁化焙烧不仅耗能，而且会产生一定的环境污染，直接酸溶法浸出效率较低。因此，现有的硫酸烧渣提铁工艺在适用性、能耗、成本、二次污染等方面存在着一定的缺陷，开发高效、环保、节能的新工艺应对硫酸烧渣中铁资源的利用有着重要的意义。
除了有价金属元素外，有些尾渣还含有大量的砷，不仅造成环境污染，还会影响渣的二次资源利用。比如，砷会随着炼铁过程进入铁水中，严重影响铁的热塑性，当铁受到重压时容易出现裂缝。因此，在对烧渣进行二次资源利用前，通常需要先除去其中的砷。为了防止砷对后续资源利用产生的不利影响，通常要将进入烧渣中的砷采用化学方法除去，进而富集回收或者进行无害化处置。目前，主要有硫酸浸出法、碱浸法、硫酸铜置换法、硫酸铁法等。湿法工艺具有高效低能耗、环境污染小、工作条件好的优点，但是工艺流程复杂，处理成本相对高。
因此，随着我国对环境保护的日益重视，资源的日趋紧张，对含砷焙烧氰化尾渣进行资源开发利用，减少氰化尾渣对环境的危害，具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，以便解决上述问题的至少之一。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，包括以下步骤：(1)将含砷焙烧氰化尾渣磨矿至细度小于0.048mm的部分占90％以上；(2)将步骤(1)磨矿得到的含砷焙烧氰化尾渣和强化剂加入多级逆流浸出装置中，通过多级逆流浸出方法浸出其中的铁和砷，在分级浸出过程中根据需要补加水、酸和强化剂，反应完毕得到浸出液和浸出渣；(3)将步骤(2)得到的浸出液调节pH至0.5～3，加入铁粉将其中的Fe3+全部还原为Fe2+，反应完毕后固液分离；(4)将步骤(3)得到的液体调节pH至1～7，加入氧化剂将其中的砷全部转化为砷渣，过滤；(5)将步骤(4)得到的液体调节pH至3～7，加入氧化剂并搅拌，使溶液中的铁离子沉淀，过滤得到氢氧化铁；(6)将步骤(5)得到的氢氧化铁焙烧得到铁红。
优选地，步骤(2)中，所述强化剂为FeSO4、Na2SO3、Na2S2O3、NaHS、Na2S2O5、Na2S2O4、H2S、Na2S、CaS、H2SO3、Al、Zn、Fe、Mg或Na中的一种或两种以上的组合；所述强化剂的加入量为所述含砷焙烧氰化尾渣质量的1～30％。
优选地，步骤(2)中，所述每一级浸出操作的温度为50～150℃，时间为2～12h。
优选地，步骤(2)中，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸、亚硫酸、乙酸或草酸中的一种或两种以上的组合；加入酸后溶液中酸的浓度为10～50％。
优选地，步骤(2)中，所述多级逆流浸出级数为二级、三级、四级、五级或六级。
优选地，步骤(3)中，调节pH所用物质为NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3或氨水中的一种或两种以上的组合。
优选地，步骤(3)中，反应温度20～60℃。
优选地，步骤(4)、(5)中所述氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸铵、次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钾、高氯酸钾、氯酸钠、高氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠、过硼酸钾、二氧化锰、溴、碘、氯气、氧气或臭氧一种或两种以上的组合；步骤(4)中，所述氧化剂的加入量为砷物质的量的1～10倍。
优选地，步骤(5)中，调节pH的物质为步骤(2)中所述的酸。
优选地，步骤(6)中，焙烧温度为600～1000℃，焙烧时间为1～5h。
从上述技术方案可以看出，本发明的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法具有以下有益效果：
(1)通过多级强化逆流酸浸工艺将溶液中绝大部分铁、砷以及氰根浸出到溶液中，在此过程中大部分氰根被分解，所得到的浸出渣中氰根和砷基本完全脱除；
(2)对于含铁和砷的浸出液，通过铁砷共氧化沉淀的方式将砷沉淀做无害化处理，不会对环境造成环境污染；
(3)整个工艺流程以湿法冶金手段为主，在处理过程中消除了氰根的危害，实现了砷的无害化处置和铁资源的充分利用，不会造成环境的二次污染，具有一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例中用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，包括以下步骤：将含砷焙烧氰化尾渣磨矿至细度小于0.048mm的部分占90％以上；将含砷焙烧氰化尾渣和强化剂加入多级逆流浸出装置中，通过多级逆流浸出方法浸出其中的铁和砷，反应完毕得到浸出液和浸出渣；调节浸出液pH至0.5～3，加入铁粉将其中的Fe3+全部还原为Fe2+，反应完毕后固液分离；将得到的液体调节pH至1～7，加入氧化剂将其中的砷全部转化为砷渣，过滤；将过滤得到的液体调节pH至3～7，加入氧化剂并搅拌，使溶液中的铁离子沉淀，过滤得到氢氧化铁；焙烧氢氧化铁得到铁红。本发明采用湿法工艺，清洁环保，不仅可以实现铁资源的利用，还可以将砷、氰根等进行无害化处置，具有良好的经济效益和广阔的应用前景。
具体地，本发明提供一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，包括以下步骤：(1)将含砷焙烧氰化尾渣磨矿至细度小于0.048mm的部分占90％以上；(2)将步骤(1)磨矿得到的含砷焙烧氰化尾渣和强化剂加入多级逆流浸出装置中，通过多级逆流浸出方法浸出其中的铁和砷，在分级浸出过程中根据需要补加水、酸和强化剂，反应完毕得到浸出液和浸出渣；(3)将步骤(2)得到的浸出液调节pH至0.5～3，加入铁粉将其中的Fe3+全部还原为Fe2+，反应完毕后固液分离；(4)将步骤(3)得到的液体调节pH至1～7，加入氧化剂将其中的砷全部转化为砷渣，过滤；(5)将步骤(4)得到的液体调节pH至3～7，加入氧化剂并搅拌，使溶液中的铁离子沉淀，过滤得到氢氧化铁；(6)将步骤(5)得到的氢氧化铁焙烧得到铁红。
步骤(2)中，所述强化剂为FeSO4、Na2SO3、Na252O3、NaHS、Na2S2O5、Na2S2O4、H2S、Na2S、CaS、H2SO3、Al、Zn、Fe、Mg或Na中的一种或两种以上的组合；所述强化剂的加入量为所述含砷焙烧氰化尾渣质量的1～30％。
步骤(2)中，所述每一级浸出操作的温度为50～150℃，时间为2～12h。
步骤(2)中，所述酸为硫酸、硝酸、盐酸、亚硫酸、乙酸或草酸中的一种或两种以上的组合；加入酸后溶液中酸的浓度为10～50％。
步骤(2)中，所述多级逆流浸出级数为二级、三级、四级、五级或六级。
步骤(3)中，调节pH所用物质为NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3或氨水中的一种或两种以上的组合。
步骤(3)中，反应温度20～60℃。
步骤(4)、(5)中所述氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸铵、次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钾、高氯酸钾、氯酸钠、高氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠、过硼酸钾、二氧化锰、溴、碘、氯气、氧气或臭氧一种或两种以上的组合；步骤(4)中，所述氧化剂的加入量为砷物质的量的1～10倍。
步骤(5)中，调节pH的物质为步骤(2)中所述的酸。
步骤(6)中，焙烧温度为600～1000℃，焙烧时间为1～5h。
以下结合具体实施例和附图，对本发明的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法作进一步的详细说明。
实施例1
图1为用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法的流程图。如图1所示，步骤如下：
(1)将某焙烧硫酸烧渣(Fe：18％；砷：1.5％)在磨矿系统中磨矿，使小于0.048毫米的矿物超过90％；
(2)将步骤(1)磨矿得到的氰化渣加入三级逆流浸出槽中，按照烧渣质量比的10％加入Na2SO3，硫酸浓度30％，固液比1∶6，控制浸出温度为120℃，每级搅拌浸出4h，反应完毕后，过滤固液分离，液体浸出液进入铁粉还原槽内，固体为一般固废(砷含量小于0.3％)；
(3)步骤(2)分离后的浸出液进入槽中，加入氢氧化钠调节浸出液pH＝2，加入过量铁粉搅拌，并加热溶液温度到50℃，反应2h，抽滤固液分离；
(4)将步骤(3)得到的分离液置于砷沉淀槽中，加入氢氧化钠调节溶液pH＝2.5，根据溶液中砷含量摩尔比的2倍加入双氧水，搅拌反应3h，抽滤固液分离；
(5)将步骤(4)得到的滤液置于沉铁槽中，加入氢氧化钠调节溶液pH＝6，加入双氧水搅拌3h，使铁充分沉淀，抽滤分离，分离液返回浸出系统利用；
(6)将步骤(5)得到的沉淀氢氧化铁，置于焙烧炉10中，在800℃的温度下焙烧2h，得到铁红产品，铁品位大于93％。
实施例2
(1)将含砷焙烧氰化尾渣(Fe：35％；砷：0.8％)在磨矿系统中磨矿，使小于0.048毫米的矿物超过95％；
(2)将步骤(1)磨矿得到的氰化渣加入四级逆流浸出槽中，按照烧渣质量比的30％加入硫化钠，硫酸和盐酸混合酸浓度40％，固液比1∶6，控制浸出温度为100℃，搅拌浸出6h，反应完毕后，过滤固液分离，液体浸出液进入铁粉还原槽内，固体为一般固废(As含量小于0.3％)；
(3)将步骤(2)分离后的浸出液置于槽中，加入氧化钙调节浸出液pH＝1.5，加入过量铁粉搅拌，并加热溶液温度到50℃，反应2h，离心固液分离；
(4)将步骤(3)得到的分离液置于砷沉淀槽中，加入氧化钙调节溶液pH＝2，根据溶液中砷含量摩尔比的2倍加入高锰酸钾，搅拌反应3h，离心固液分离；
(5)将步骤(4)得到的滤液置于沉铁槽中，加入氧化钙调节溶液pH＝7，加入高锰酸钾搅拌3h，使铁充分沉淀，离心分离，分离液返回浸出系统利用；
(6)将步骤(5)得到的沉淀氢氧化铁，置于焙烧炉中，在600℃的温度下焙烧4h，得到铁红产品，铁品位大于95％。
综上所述，本发明采用湿法工艺，清洁环保，不仅可以实现铁资源的利用，还可以将砷、氰根等进行无害化处置，具有良好的经济效益和广阔的应用前景。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含砷焙烧氰化尾渣磨矿至细度小于0.048mm的部分占90％以上；
(2)将步骤(1)磨矿得到的含砷焙烧氰化尾渣和强化剂加入多级逆流浸出装置中，通过多级逆流浸出方法浸出其中的铁和砷，在分级浸出过程中根据需要补加水、酸和强化剂，反应完毕得到浸出液和浸出渣，砷含量小于0.3％；其中，
所述酸为硫酸或硫酸和盐酸的组合；
所述强化剂为FeSO4、Na2SO3、Na2S2O3、NaHS、Na2S2O5、Na2S2O4、H2S、Na2S、CaS、H2SO3、Al、Zn、Fe、Mg或Na中的一种或两种以上的组合；所述强化剂的加入量为所述含砷焙烧氰化尾渣质量的1～30％，固液比为1:6；
每一级浸出操作的温度为50～150℃，时间为2～12h；
所述多级逆流浸出级数为二级、三级、四级、五级或六级；
(3)将步骤(2)得到的浸出液调节pH至0.5～3，加入铁粉将其中的Fe3+全部还原为Fe2+，加热溶液温度到50℃，反应完毕后固液分离；
(4)将步骤(3)得到的液体调节pH至1～2.5，加入氧化剂将其中的砷全部转化为砷渣，过滤；所述氧化剂的加入量为砷物质的量的1～10倍；
(5)将步骤(4)得到的液体调节pH至3～7，加入氧化剂并搅拌，使溶液中的铁离子沉淀，过滤得到氢氧化铁；
(6)将步骤(5)得到的氢氧化铁焙烧得到铁红。
2.根据权利要求1所述的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，其特征在于，
步骤(2)中，加入酸后溶液中酸的浓度为10～50％。
3.根据权利要求1所述的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，其特征在于，
步骤(3)中，调节pH所用物质为NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3或氨水中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，其特征在于，
步骤(4)、(5)中所述氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸铵、次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钾、高氯酸钾、氯酸钠、高氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠、过硼酸钾、二氧化锰、溴、碘、氯气、氧气或臭氧一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，其特征在于，
步骤(5)中，调节pH的物质为步骤(2)中所述的酸。
6.根据权利要求1所述的一种用含砷焙烧氰化尾渣制备铁红的方法，其特征在于，
步骤(6)中，焙烧温度为600～1000℃，焙烧时间为1～5h。
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