CN114713360A - 一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，包括以下步骤S1：对硫铁矿烧渣进行预处理，得到目数≤和＞100目的硫铁矿烧渣粉末；步骤S2：将得到的目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末进行水力分离，得到上层烧渣浆A和下层固体B，其中，上层烧渣浆A为硅化物和铝化物富集层，下层固体B为铁富集层等步骤。本发明通过对硫铁矿烧渣进行破碎、球磨、筛分后的硫铁矿烧渣粉末的水力分离和浮选以及磁选后，得到铁精矿产品，并采用硝酸溶液提取烧渣浆固A‑1和尾渣B1中剩余的硫和铁，得到氢氧化铁产品和硫酸钠产品，可实现对硫铁矿烧渣中的铁和硫进行有效的提取和利用。

Description

一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺
技术领域
本发明涉及固体废物可利用资源提取技术领域，具体涉及一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺。
背景技术
硫铁矿烧渣是采用硫铁矿或含硫尾砂做原料生产硫酸过程中所排出的一种废渣，同时也是一种重要的化学化工产业中间产物。硫铁矿烧渣中主要含有铁、氧化亚铁和二氧化硅等成份，因而硫铁矿烧渣可用于：(1)水泥助熔剂、掺烧炼铁，(2)制备铁系化工产品如硫酸亚、聚合硫酸铁及铁系颜料和回收有色金属等，(3)建材，但由于我国的硫铁矿烧渣普遍含铁较低，含硅、硫较高，难以直接用来炼铁和直接提取铁系化工产品，而且作为建材使用也存在pH值低，难以直接利用，需要对硫铁矿烧渣中所含成份进行提取，以便使用。
然而，现有的固体废物可利用资源提取技术无法实现对硫铁矿烧渣所含成份的提取，导致大量的硫铁矿烧渣被遗弃，这不仅对环境造成了严重污染，还造成了严重的资源浪费。因此，为了使硫铁矿烧渣中的可利用成份，得到更好的资源利用，我们需要开发一种能对硫铁矿烧渣中的可利用成份进行有效提取的提取工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的固体废物可利用资源提取技术存在无法实现对硫铁矿烧渣所含成份的提取的缺陷，提供一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，包括以下步骤：
步骤S1：对硫铁矿烧渣进行预处理，得到目数≤和＞100目的硫铁矿烧渣粉末。
步骤S2：将得到的目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末进行水力分离，得到上层烧渣浆A和下层固体B，其中，上层烧渣浆A为硅化物和铝化物富集层，下层固体B为铁富集层。
步骤S3：将步骤S2中得到的下层固体B通过一次以上浮选与磁选后，得到尾渣B1和可利用物质铁精矿。
步骤S4：对步骤S2中得到的上层烧渣浆A进行过滤，得到烧渣浆固A-1和滤液。
步骤S5：将步骤S3中得到的尾渣B1与烧渣浆固A-1进行混合后，加入硝酸溶液进行搅拌，使尾渣B1与烧渣浆固A-1以及硝酸溶液进行混合反应，混合反应后进行静置反应，待静置反应后进行过滤，得到液体C和可利用资源硅铝富集物(高岭土)。
步骤S6：向液体C中加入氢氧化钠溶液混合搅拌后，进行沉淀反应和过滤，得到提取液C1和氢氧化铁沉淀A1-2。
步骤S7：对提取液C1进行蒸发浓缩后，得到浓缩提取液C1-1和冷凝水，在浓缩提取液C1-1中加入乙醇溶液，进行沉淀反应和过滤，得到含乙醇液体C2和白色固体，该白色固体为可利用资源硫酸钠。
进一步的，步骤S1中，预处理包括以下步骤：
(1)将硫铁矿烧渣通过破碎机进行破碎，得到硫铁矿烧渣颗粒。
(2)将得到硫铁矿烧渣颗粒通过球磨机进行球磨，球磨后得到硫铁矿烧渣粉末。
(3)对硫铁矿烧渣粉末进行分筛，分筛后得到目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末和目数＞100目的硫铁矿烧渣粉末。
其中，将目数＞100目的硫铁矿烧渣粉末进行再次球磨，直至得到的硫铁矿烧渣粉末目数均为≤100目为止。
进一步的，步骤S2中，水力分离为：将目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末置于分离器中，加入水，通过搅拌后静置30-90min后，得到上层尾矿浆A和下层固体B。
其中，水与硫铁矿烧渣粉末的质量比为5～30:1。
所述步骤S4中的滤液为水，其能用于水力分离的添加水，使滤液得到循环使用。
所述步骤S5中，在静置反应时，通过导管向反应器皿中缓慢通入空气，使静置反应产生的NO气体的部分气体与空气中的氧气和静置反应中硝酸溶液中的水反应，生成可循环利用的稀硝酸溶液。
其中，通入静置反应中空气除去与NO气体反应的氧气，剩余的气体通过静置反应气体出口与步骤S7蒸发浓缩后的冷凝水、静置反应过程中产生的剩余的NO混合反应生成稀硝酸溶液，稀硝酸溶液与浓硝酸配制成硝酸溶液，最终用于步骤S5的混合反应中。
所述步骤S5中的烧渣浆固A-1与浓硝酸溶液的质量比为：2-8:1。
所述步骤S6，液体C与氢氧化钠溶液的混合搅拌后的pH值为8-10。
所述步骤S7中得到的含乙醇液体C2在减压蒸馏后，得到能循环利用的乙醇溶液和蒸馏液。
其中，该蒸馏液能用于氢氧化钠溶液的配制。
另外，步骤S7中，提取液C1在蒸发浓缩后，得到冷凝水能用于硝酸溶液的配制。具体的，将反应器皿的排气口与蒸发器的蒸汽口连通，使冷凝水进入反应器皿中，冷凝水与反应器皿中未与空气反应的NO气体结合后生成稀硝酸溶液，加入到尾渣B1与烧渣浆固A-1以及硝酸溶液的混合反应中，使NO气体中的硝酸成分得到有效的回收利用，提高了硝酸溶液的使用率。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过对硫铁矿烧渣进行破碎、球磨、筛分后的硫铁矿烧渣粉末的水力分离和浮选以及磁选后，得到铁精矿产品，并采用硝酸溶液提取烧渣浆固和尾渣中剩余的硫和铁，得到氢氧化铁产品和硫酸钠产品，可实现对硫铁矿烧渣中的铁和硫进行有效的提取和利用。
(2)本发明通过在对烧渣浆和尾渣中加入硝酸溶液进行混合反应和静置反应以及过滤，可实现对硫铁矿烧渣中的高岭土进行有效的提取。
(3)本发明通过对提取高岭土时所产生的液体进行沉淀反应和过滤，可实现对硫铁矿烧渣中的氢氧化铁沉淀进行有效的提取。
(4)本发明通过对提取氢氧化铁沉淀时产生的提取液进行蒸发浓缩后进入乙醇，可实现对硫铁矿烧渣中的硫酸钠进行有效的提取。
(5)本发明在使用硝酸溶液和乙醇溶液进行提取中，可实现对硝酸溶液和乙醇溶液的再生利用，有效的节约了提取成本。
附图说明
图1为本发明的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
如图1所示，本发明公开的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，包括以下步骤：
步骤S1：对硫铁矿烧渣进行预处理，得到目数≤和＞100目的硫铁矿烧渣粉末。具体的，预处理包括以下步骤：
(1)将硫铁矿烧渣通过破碎机进行破碎，得到硫铁矿烧渣颗粒。
(2)将得到硫铁矿烧渣颗粒通过球磨机进行球磨，球磨后得到硫铁矿烧渣粉末。
(3)对硫铁矿烧渣粉末进行分筛，分筛后得到目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末和目数＞100目的硫铁矿烧渣粉末。
其中，将目数＞100目的硫铁矿烧渣粉末进行再次球磨，直至得到的硫铁矿烧渣粉末目数均为≤100目为止。
步骤S2：将得到的目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末进行水力分离，得到上层烧渣浆A和下层固体B，其中，上层烧渣浆A为硅化物和铝化物富集层，下层固体B为铁富集层。
该水力分离为：将目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末置于分离器中，加入水，通过搅拌后静置30min后，得到上层尾矿浆A和下层固体B。
其中，水与硫铁矿烧渣粉末的质量比为5:1，在实际使用时，根据实际需要对水与硫铁矿烧渣粉末的质量比值进行具体的设定。
步骤S3：将步骤S2中得到的下层固体B通过一次以上浮选与磁选后，得到尾渣B1和可利用物质铁精矿。本实施例中所涉及的浮选与磁选技术，为现有常规的浮选和磁选技术，因此本说明书未对浮选和磁选技术进行具体的赘述。
步骤S4：对步骤S2中得到的上层烧渣浆A进行过滤，得到烧渣浆固A-1和滤液。其中，滤液为水，其能用于水力分离的添加水，使滤液得到循环使用，有效的节约了水资源。
步骤S5：将步骤S3中得到的尾渣B1与烧渣浆固A-1进行混合后，加入硝酸溶液进行搅拌，使尾渣B1与烧渣浆固A-1以及硝酸溶液进行混合反应，混合反应后进行静置反应，待静置反应后进行过滤，得到液体C和高岭土。
其中，在静置反应时，通过在反应器皿上预置的导管向反应器皿中缓慢通入空气，使静置反应产生的NO气体与空气中的氧气和静置反应中硝酸溶液中的水反应，生成可循环利用的稀硝酸溶液，加入到尾渣B1与烧渣浆固A-1以及硝酸溶液的混合反应中，使硝酸溶液的使用率得到有效的提高，确保了硝酸溶液的利用率。
同时，烧渣浆固A-1与浓硝酸溶液的质量比为：2:1，在实际使用时，根据实际需要对烧渣浆固A-1与浓硝酸溶液的质量比值进行具体的设定。
步骤S6：向液体C中加入氢氧化钠溶液混合搅拌后，进行沉淀反应和过滤，得到提取液C1和氢氧化铁沉淀A1-2。具体的，液体C与氢氧化钠溶液的混合搅拌后的pH值为8。
步骤S7：对提取液C1进行蒸发浓缩后，得到浓缩提取液C1-1和冷凝水，在浓缩提取液C1-1中加入乙醇溶液，进行沉淀反应和过滤，得到含乙醇液体C2和白色固体，该白色固体为可利用资源硫酸钠。
其中，含乙醇液体C2在减压蒸馏后，得到能循环利用的乙醇溶液和蒸馏液。该蒸馏液能用于氢氧化钠溶液的配制。可实现对乙醇溶液的再生利用，有效的节约了提取成本。
另外，提取液C1在蒸发浓缩后，得到冷凝水能用于硝酸溶液的配制。具体的，将反应器皿的排气口与蒸发器的蒸汽口连通，使冷凝水进入反应器皿中，冷凝水与反应器皿中未与空气反应的NO气体结合后生成稀硝酸溶液，加入到尾渣B1与烧渣浆固A-1以及硝酸溶液的混合反应中，使NO气体中的硝酸成分得到有效的回收利用，提高了硝酸溶液的使用率。
同时，通入静置反应中空气除去与NO反应的氧气，剩余的气体(剩余的气体中含有未反应完全的氧气)通过静置反应气体出口与步骤S7蒸发浓缩后的冷凝水、静置反应过程中产生的剩余的NO混合反应生成稀硝酸溶液，稀硝酸溶液与浓硝酸配制成硝酸溶液，最终用于步骤S5的混合反应中。
实施例2
本实施例与实施例1的内容基本相同，其不同点在于：
步骤S2中，加入水，通过搅拌后静置50min，水与硫铁矿烧渣粉末的质量比为15:1。
步骤S5中，烧渣浆固A-1与浓硝酸溶液的质量比为：5:1。
步骤S6中，液体C与氢氧化钠的混合搅拌后的pH值为9。
实施例3
本实施例与实施例1的内容基本相同，其不同点在于：
步骤S2中，加入水，通过搅拌后静置90min，水与硫铁矿烧渣粉末的质量比为30:1。
步骤S5中，烧渣浆固A-1与浓硝酸溶液的质量比为：8:1。
步骤S6中，液体C与氢氧化钠的混合搅拌后的pH值为10。
本发明通过对硫铁矿烧渣进行破碎、球磨、筛分后的硫铁矿烧渣粉末的水力分离和浮选以及磁选后，可实现对硫铁矿烧渣中的铁精矿进行有效的提取。同时，通过在对烧渣浆A和尾渣B1中加入硝酸溶液进行混合反应和静置反应以及过滤，可实现对硫铁矿烧渣中的高岭土进行有效的提取。通过对提取高岭土时所产生的液体C进行沉淀反应和过滤，可实现对硫铁矿烧渣中的可利用资源氢氧化铁进行有效的提取。另外，本发明通过对提取氢氧化铁时产生的提取液C1进行蒸发浓缩后进入乙醇溶液，可实现对硫铁矿烧渣中的硫酸钠进行有效的提取。本发明在使用硝酸溶液和乙醇溶液进行提取中，可实现对硝酸溶液和乙醇溶液的再生利用，有效的节约了提取成本。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (9)

1.一种硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：对硫铁矿烧渣进行预处理，得到目数≤和＞100目的硫铁矿烧渣粉末；
步骤S2：将得到的目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末进行水力分离，得到上层烧渣浆A和下层固体B，其中，上层烧渣浆A为硅化物和铝化物富集层，下层固体B为铁富集层；
步骤S3：将步骤S2中得到的下层固体B通过一次以上浮选与磁选后，得到尾渣B1和可利用物质铁精矿；
步骤S4：对步骤S2中得到的上层烧渣浆A进行过滤，得到烧渣浆固A-1和滤液；
步骤S5：将步骤S3中得到的尾渣B1与烧渣浆固A-1进行混合后，加入硝酸溶液进行搅拌，使尾渣B1与烧渣浆固A-1以及硝酸溶液进行混合反应，混合反应后进行静置反应，待静置反应后进行过滤，得到液体C和可利用资源硅铝富集物(高岭土)；
步骤S6：向液体C中加入氢氧化钠溶液混合搅拌后，进行沉淀反应和过滤，得到提取液C1和氢氧化铁沉淀A1-2；
步骤S7：对提取液C1进行蒸发浓缩后，得到浓缩提取液C1-1和冷凝水，在浓缩提取液C1-1中加入乙醇溶液，进行沉淀反应和过滤，得到含乙醇液体C2和白色固体，该白色固体为可利用资源硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S1中，预处理包括以下步骤：
(1)将硫铁矿烧渣通过破碎机进行破碎，得到硫铁矿烧渣颗粒；
(2)将得到硫铁矿烧渣颗粒通过球磨机进行球磨，球磨后得到硫铁矿烧渣粉末；
(3)对硫铁矿烧渣粉末进行分筛，分筛后得到目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末和目数＞100目的硫铁矿烧渣粉末；
其中，将目数＞100目的硫铁矿烧渣粉末进行再次球磨，直至得到的硫铁矿烧渣粉末目数均为≤100目为止。
3.根据权利要求2所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S2中，水力分离为：将目数≤100目的硫铁矿烧渣粉末置于分离器中，加入水，通过搅拌后静置30-90min后，得到上层尾矿浆A和下层固体B；
其中，水与硫铁矿烧渣粉末的质量比为5～30:1。
4.根据权利要求3所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S4中的滤液为水，其能用于水力分离的添加水，使滤液得到循环使用。
5.根据权利要求4所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S5中，在静置反应时，通过导管向反应器皿中缓慢通入空气，使静置反应产生的NO气体的部分气体与空气中的氧气和静置反应中硝酸溶液中的水反应，生成可循环利用的稀硝酸溶液；
其中，通入静置反应中空气除去与NO气体反应的氧气，剩余的气体通过静置反应气体出口与步骤S7蒸发浓缩后的冷凝水、静置反应过程中产生的剩余的NO混合反应生成稀硝酸溶液，稀硝酸溶液与浓硝酸配制成硝酸溶液，最终用于步骤S5的混合反应中。
6.根据权利要求5所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S5中的烧渣浆固A-1与浓硝酸溶液的质量比为：2-8:1。
7.根据权利要求6所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S6，液体C与氢氧化钠溶液的混合搅拌后的pH值为8-10。
8.根据权利要求7所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S7中得到的含乙醇液体C2在减压蒸馏后，得到能循环利用的乙醇溶液和蒸馏液；
其中，该蒸馏液能用于氢氧化钠溶液的配制。
9.根据权利要求5所述的硫铁矿烧渣中的可用物质提取工艺，其特征在于，所述步骤S7中，提取液C1在蒸发浓缩后，得到冷凝水能用于硝酸溶液的配制。
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