一种提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法与流程

1.本发明涉及硫铁矿烧渣的处理技术领域，尤其是涉及一种提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法。


背景技术：

2.在采用硫铁矿制硫酸的生产过程中会有硫铁矿烧渣产生，大多数的硫铁矿烧渣都被采取填埋和堆放的处理方式，浪费大量土地资源。此外，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。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。
3.目前，有部分硫铁矿烧渣被送入钢厂以用于炼铁或者炼钢，但硫铁矿烧渣的铁含量往往很低，因为在硫铁矿制硫酸的生产过程中，为了提高硫的利用率，会通入过量的空气，由此会产生大量的三氧化二铁，导致硫铁矿烧渣中的铁含量大幅度降低。硫铁矿烧渣中过低的铁含量，使得用硫铁矿烧渣炼铁或者炼钢的效率非常低。
4.基于此，需要对硫铁矿烧渣处理以提升其铁含量，才能更好地利用硫铁矿烧渣。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的第一个技术问题是：
6.提供一种提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法。
7.本发明所要解决的第二个技术问题是：
8.所述提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法在炼铁或炼钢中的应用。
9.为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
10.一种提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法，包括以下步骤：
11.混合硫铁矿烧渣与酸性试剂，加热后，添加还原剂，得到混合物，在保护气氛下焙烧所述混合物，对焙烧后的物料进行磁选；
12.所述还原剂包括硫单质和二氧化硫中的至少一种。
13.根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
14.1.通过将硫铁矿烧渣与酸性试剂混合，以进行酸浸处理，可以有效降低硫铁矿烧渣中的钙、镁、铅、锰等杂质，并提高烧渣的铁品位。随后，通过添加还原剂，对硫铁矿烧渣进行还原，将弱磁性的fe2o3还原成强磁性的fe3o4。通过磁选显著提高硫铁矿的铁含量。通过本发明的方法，可以显著提高硫铁矿焙烧渣中铁的品位，可以使硫铁矿烧渣中铁含量达到60％以上，达到钢厂所需要的原料要求，且本发明方法既可以使硫铁矿焙烧渣得到高效利用，还能有效解决硫铁矿焙烧渣堆放对环境造成的污染和破坏问题。
15.2.本发明还在提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法加入了焙烧的步骤，通过焙烧，能够吸收二氧化硫尾气以制备稀硫酸，扩展了硫铁矿烧渣的应用。此外，本发明采用在保护气
氛下焙烧所述混合物的步骤，在不添加空气的情况下，避免了过量的空气添加导致产物中产生大量的三氧化二铁，而大量的三氧化二铁的存在势必会导致硫铁矿烧渣中的铁含量大幅度降低。
16.根据本发明的一种实施方式，所述方法，还包括以下步骤：将硫铁矿烧渣进行研磨，得到d50在50-80μm的硫铁矿烧渣粉末。
17.根据本发明的一种实施方式，所述酸性试剂包括硝酸、盐酸和硫酸中的至少一种。
18.根据本发明的一种实施方式，当所述酸性试剂为硝酸和盐酸的混合溶液时，硝酸和盐酸的物质的量浓度比为1-5：1-5。
19.根据本发明的一种实施方式，所述方法中，每100ml酸性试剂中混合20g-50g的硫铁矿烧渣。
20.根据本发明的一种实施方式，所述加热的温度为30-70℃，加热时间为30min-60min。
21.根据本发明的一种实施方式，所述加热的温度为30-50℃，加热时间为30min-50min。
22.根据本发明的一种实施方式，所述硫铁矿烧渣与还原剂的质量比为4-10：1-2。
23.根据本发明的一种实施方式，所述硫铁矿烧渣与还原剂的质量比为4-8：1-2。
24.根据本发明的一种实施方式，所述硫铁矿烧渣与还原剂的质量比为5-8：1-2。
25.根据本发明的一种实施方式，当还原剂中包括硫单质时，与酸性试剂混合后的硫铁矿烧渣，与还原剂反应方程式如下：
26.6fe2o3 s＝4fe3o4 so2。
27.根据本发明的一种实施方式，所述焙烧的温度为700℃-900℃，焙烧的时间内为30min-2h。焙烧时通入氮气作为保护气。焙烧产生的二氧化硫尾气采用催化氧化吸收制成稀硫酸。
28.根据本发明的一种实施方式，焙烧后的物料进行磨碎，磨至粒度d90小于50μm。
29.根据本发明的一种实施方式，所述方法中，磁选的磁场强度为10-100ka/m。
30.本发明的另一个方面，还涉及所述提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法在炼铁中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法。由于该应用采用了上述提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
31.本发明的另一个方面，还涉及所述提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法在炼钢中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法。由于该应用采用了上述提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
32.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
33.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明
所指示的技术特征的先后关系。
34.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
35.本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
36.实施例中，硫铁矿烧渣原料的粒度d50为112μm，经元素测定，实施例中所用硫铁矿烧渣原料的元素含量如表1所示。
37.表1
38.项目fe(％)ca(％)mg(％)zn(％)含量50.651.010.840.86项目cu(％)pb(％)al(％)ti(％)含量0.140.360.60.14
39.实施例1
40.一种提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法，包括以下步骤：
41.(1)将铁含量为50.65％的硫铁矿烧渣原料进行磨碎，得到的粉末粒度d50小于60μm。
42.(2)配置盐酸和硝酸的混合溶液，其中盐酸浓度为2％，硝酸浓度为3％。在50℃下混合酸混合溶液和步骤(1)磨好的硫铁矿烧渣粉末，搅拌反应45min，其中，粉末与酸混合溶液添加比例为30g：100ml。反应后料浆过滤，滤饼烘干后铁含量上升至52.1％，ca含量为0.07％，mg含量为0.24％，zn含量为0.75％。
43.(3)将烘干的滤饼加入硫磺粉进行充分混合。硫铁矿烧渣与硫磺的质量比例为8:1。
44.(4)混合好的物料推进还原焙烧炉进行焙烧，炉内通入氮气作为保护气，焙烧温度设置为800℃，焙烧时间内为1h。炉子尾气二氧化硫吸收催化氧化制成洗硫酸。
45.(5)对焙烧后的物料进行磨碎，磨至粒度d90小于40μm。
46.(6)将磨碎后的硫酸铁矿烧渣进行磁选，磁选磁场强度为60ka/m。
47.实施例2
48.一种提高硫铁矿烧渣中铁含量的方法，包括以下步骤：
49.(1)将铁含量为50.65％的硫铁矿烧渣原料进行磨碎，得到的粉末粒度d50小于60μm。
50.(2)配置盐酸和硝酸的混合溶液，其中盐酸浓度为5％，硝酸浓度为1％。在40℃下混合酸混合溶液和步骤(1)磨好的硫铁矿烧渣粉末，搅拌反应30min，其中，粉末与酸混合溶液添加比例为20g：100ml。反应后料浆过滤，滤饼烘干后铁含量上升至52.1％，ca含量为0.04％，mg含量为0.19％，zn含量为0.69％。
51.(3)将烘干的滤饼加入硫磺粉进行充分混合。硫铁矿烧渣与硫磺的质量比例为8:1。
52.(4)混合好的物料推进还原焙烧炉进行焙烧，炉内通入氮气作为保护气，焙烧温度
设置为800℃，焙烧时间内为1h。炉子尾气二氧化硫吸收催化氧化制成洗硫酸。
53.(5)对焙烧后的物料进行磨碎，磨至粒度d90小于40μm。
54.(6)将磨碎后的硫酸铁矿烧渣进行磁选，磁选磁场强度为60ka/m。
55.性能测试：
56.将实施例1得到的产物进行元素测试，测定结果如表2所示。
57.表2
58.项目fe(％)ca(％)mg(％)zn(％)含量63.250.010.150.18项目cu(％)pb(％)al(％)ti(％)含量0.080.170.270.08
59.从表2中可以看出，经过处理，硫铁矿烧渣中的铁含量由原先的50.65％提高到了63.25％。
60.将实施例1得到的产物进行元素测试，测定结果如表3所示。
61.表3
62.项目fe(％)ca(％)mg(％)zn(％)含量64.030.010.140.21项目cu(％)pb(％)al(％)ti(％)含量0.070.110.210.09
63.以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。