硫铁矿烧渣资源化利用研究进展

硫铁矿烧渣是制酸工业产生的固体废弃物,其大量堆存不仅破坏了生态环境,还浪费了其中的宝贵资源。烧渣的“再利用、再循环、减量化”(3R)技术和方法对其综合利用至关重要。从原料化和材料化两个方面综述了烧渣资源化利用研究现状。烧渣原料化主要是指回收其中的铁、铜、铅、锌、钴、银、金等有价金属;而材料化主要是指利用其中的铁和铝硅酸盐等组分制备功能性材料,如建筑材料和化工材料等。提铁降杂和有价元素的综合回收以及多用途、再循环功能性材料的研发是未来硫铁矿烧渣资源化利用研究的重点方向。

低品位硫铁矿烧渣生产复合硅酸盐水泥工艺优化

这是一篇矿物材料领域的论文。为因地制宜寻求低品位硫铁矿烧渣的综合利用途径,解决硫铁矿烧渣大量堆存的问题,并缓解土壤及水质污染,进行了低品位硫铁矿烧渣生产复合硅酸盐水泥工艺优化研究。利用硫铁矿烧渣具有铁含量高的特点,作为外加剂,将其掺入水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰等,混合磨细,制备复合硅酸盐水泥,以强度为指标,确定适宜的硫铁矿烧渣掺量。通过对不同硫铁矿烧渣掺量制备的水泥试块进行物理性能检测,利用正交实验对工艺条件进行优化。结果表明,较佳工艺条件为,水泥熟料掺量为55%,钙硅比为2.5,灰渣比为1,水灰比为0.4,在此条件下,实验制得的水泥28 d抗压强度为43.9 MPa,强度等级为42.5。

利用硫铁矿烧渣制备电池级磷酸铁工艺研究

探讨了利用硫铁矿烧渣制备电池级磷酸铁的工艺。实验结果表明:常压下,添加1.3倍31%的盐酸,100℃下搅拌反应60 min,Fe的浸出率可达96%以上,残渣率为20.4%。浸出液经还原后,在添加氟化钠除铝时,需考虑溶液中钙、镁的影响;添加1倍量的NaF,还原液中的Al可降低到1 mg/kg。利用除杂后的FeCl2溶液氧化制备得到的磷酸铁,符合行标要求。该工艺实现了硫铁矿烧渣的资源化利用,具备一定的经济与社会价值。

硫铁矿烧渣盐酸法制备磷酸铁工艺研究

以硫铁矿烧渣中铁和磷酸二氢铵(NH_(4)H_(2)PO_(4))作为铁源和磷源,采用酸浸、氨化-转溶和反应沉淀等步骤制备二水磷酸铁(FePO_(4)·2H_(2)O)。结果表明,盐酸用量过量系数1.4、酸浸时间3 h、酸浸温度为90℃时铁浸出率可达到89.44%;氨化除杂pH为1.80时,可得到Fe(OH)3沉淀,将沉淀物采用盐酸转溶得到净化液,净化液中杂质Ca^(2+)、Mg^(2+)、Al^(3+)等去除率分别为60.18%、95.24%、30.08%。在铁源和磷源摩尔比为1∶1、反应3 h、pH为2.0的条件下得到FePO_(4)·2H_(2)O,其中Fe、P质量分数分别为29.74%和16.68%,铁磷比为0.99。

硫铁矿烧渣制备聚合硫酸铁及其絮凝效果的研究

分析了双酸浸出过程中不同因素对浸出过程的影响,比较了单因素对酸溶效果的影响,探讨了聚合硫酸铁的制备及其絮凝效果。结果表明,实验制取的聚合硫酸铁粉末样品达到国标聚合硫酸铁(一等品)标准,对生活污水的除浊效果与市售产品相近,除浊率均在75%以上。本研究对固体废物资源化回收利用、环境污染控制等都具有重要的现实意义。

硫酸浸取法从硫铁矿烧渣中提取铁的研究

研究了在常压下采用硫酸浸出法提取硫铁矿烧渣中铁的工艺流程及其主要的参数对铁提取率的影响。实验结果表明 ,影响铁提取率的因素按其重要性排列为 :温度、时间及硫酸质量分数。当硫酸质量分数为 5 5 %、温度 110℃、浸取在 2h以上时 ,铁的提取率近 5 0 %。本方法设备及流程简单 ,成本低 。

硫铁矿烧渣的熟化及机理

研究了熟化法回收硫铁矿浇渣中的铁及其反应机理。将硫铁矿烧渣与硫酸混合后 ,经过熟化处理可使烧渣中铁的回收率达到 90 %以上。熟化温度为 10 0～ 30 0℃、熟化时间 1～ 2h、硫酸用量为理论用量的 1.0～ 1.2倍以及硫酸浓度为 6 5 %～ 85 %时 ,铁回收率较高。表面电镜 (SEM)实验表明熟化后烧渣变成晶状颗粒 ,X射线衍射证实熟化烧渣中有FeH(SO4 ) 2 ·4H2 O生成。

硫铁矿烧渣湿法制备铁系产品的原理和途径分析

本文叙述了硫铁矿烧渣的化学成分和物相 ,以及酸浸还原烧渣提取铁的基本原理。论述了硫铁矿烧渣湿法制备铁盐 ,铁氧化物颜料 ,铁基磁粉以及铁粉等铁系产品的原理 ,并对铁系产品的途径进行了分析。

硫铁矿烧渣回收铁精矿浮选工艺研究

研究了用反浮选从硫铁矿烧渣中回收铁精矿的工艺流程，用淀粉作抑制剂(400g/t)、十二胺作捕收剂[(200+80+100+80)g/t]，在矿浆温度45℃、浮选浓度17%的条件下，经一次粗选、三次精选可得到品位63．78%、回收率63．24%的铁精矿。三精尾矿返回一次精选作业，其余中矿不返回，直接抛尾。

以硫铁矿烧渣为原料制备绿矾新技术

以硫铁矿烧渣为原料,采用机械活化硫铁矿还原法制备绿矾具有成本低、反应快、产品质量高等优点。在硫铁矿烧渣与硫酸反应后所得酸浸液中加入机械活化硫铁矿,当酸浸液组成为[Fe3+]=2.130mol/L、[Fe2+]=0.100mol/L、[H+]=0.700mol/L,反应温度为80℃,液固比为100∶20时,反应90min,Fe3+还原率达到99.05%,反应所得绿矾质量好于GB10531-89工业优等品。增加球料比、延长球磨时间、降低反应液固比、提高反应温度均有利于加快活化硫铁矿与Fe3+的反应速度,反应后硫铁矿仍具有良好的反应活性。

硫铁矿烧渣水热法合成纳米球形α-Fe_2O_3

运用XRD、TEM等测试手段,对硫铁矿烧渣水热法合成α-Fe2O3的工艺进行了研究。结果表明:硫铁矿渣的最佳酸浸工艺为加入理论量1.3倍的75%硫酸,在300℃下反应2h后用热水搅拌浸出,铁的浸出率高达93.94%。20℃时加入计量的沉矾剂,并用NH3·H2O调整浸出液pH值至2.50后加热至65℃反应2h,95.1%铁以铁矾形式析出。将析出的铁矾制成0.3mol/LFe(OH)3悬浊液,用5%NaOH调整pH值至11.30后,在搅拌速率600～700r/min、升温速率为2.5℃/min的条件下加热至(172±2)℃水热反应2h,得到粒度约为55nm的均匀球形α-Fe2O3。

用硫铁矿烧渣制取海绵铁的碳还原过程

对硫铁矿烧渣的碳还原过程进行研究。热力学分析结果表明：碳的气化反应在850℃以上可以进行，1000℃时气相平衡组成中CO体积分数接近100％，在此条件下Fe2O3可迅速经Fe3O4和FeO还原成金属铁；反应温度对还原过程影响十分明显，900℃以下时铁的金属化率很低，海绵铁的制取应在950℃以上。X射线衍射结果表明：950℃以下时Fe2O3很难完全还原，于980℃还原焙烧0．5h，Fe2O3的衍射峰消失；焙烧1.5h，已出现α—Fe衍射峰，Fe3O4的衍射峰消失，还出现Fe2SiO4的衍射峰，这表明烧渣的还原过程是按Fe2O3→Fe2O3→FeO→Fe的顺序进行的，FeO还原成Fe的速度最慢，是过程的控制步骤；CaCO3脱S效果明显，且是固体碳气化的促进剂，可提高铁氧化物的还原速度，在同样反应条件下使铁金属化率提高2％～3％。

硫铁矿烧渣氯化焙烧扩大试验

采用氯化焙烧工艺从硫铁矿烧渣球团中综合回收金、银、铜等有价金属,考察了造球、窑温、停留时间对金属挥发率以及物料和金属平衡的影响.结果表明,物料在1 250℃停留1.83 h的最佳条件下,各金属挥发率为：Au 95.6％、Ag 52.5％、Cu 73.1％、Pb 93.9％、Zn 75.2％.球团中铜、铅、锌含量均小于0.1％,球团强度4.0～6.5 kN.

硫铁矿烧渣制备聚合硫酸铁新工艺

硫铁矿烧渣是硫酸制备过程中产生的固体废弃物 .将硫铁矿烧渣与硫酸混合后 ,经过熟化、水溶、过滤得到酸性硫酸铁溶液 .在硫酸铁溶液中 ,加入新制备的氢氧化铁 ,于 2 5～ 6 0℃时反应 2h后加入少量双氧水得到聚合硫酸铁 (PFS) .随着氢氧化铁与硫酸铁溶液反应的进行 ,溶液中PFS盐基度不断增加 .当硫酸铁的量一定时 ,PFS盐基度随氢氧化铁的量增加而增加 .温度升高时有利于PFS的生成 .加入双氧水将溶液中的Fe2 + 转化为Fe3 + ,并且PFS盐基度增大 .混凝实验说明该方法制备的PFS具有很好的除浊效果 .利用硫铁矿烧渣制备PFS不仅消除了污染 ,而且使其固体废弃物得到了利用 .该工艺与以FeSO4 为原料、用NaNO2 催化氧化法制备PFS的方法相比 ,具有反应快、无污染。

双酸法提取硫铁矿烧渣中铁

应用硫酸-盐酸混酸浸出回收硫铁矿烧渣中的铁,探讨了主要因素对铁浸取率的影响,确定了最佳浸取条件。结果表明,各因素对铁浸取率影响的显著性为:硫酸浓度>盐酸用量>浸取时间>硫酸过量系数;提高反应体系温度,增加盐酸用量均能提高铁的浸取率,而硫酸浓度、反应时间以及硫酸过量系数对铁浸取率存在最佳值。在反应体系沸腾温度为118～125℃,浸取时间为3h,硫酸浓度为50%～60%,盐酸用量为0.25ml·g(烧渣)-1,硫酸过量系数为1.2的条件下,硫酸烧渣中铁的浸取率达到93.1%,明显高于单一酸的浸取率,提高了铁的资源综合利用率。

硫铁矿烧渣制取海绵铁的工艺研究

硫铁矿烧渣是生产硫酸排出的废渣，其主要成分为铁的氧化物，是很好的铁资源。进行了硫铁矿烧渣制取海绵铁的工艺研究，表明采用无烟煤还原烧渣，CaCO3是良好的脱硫剂和固体C气化的促进剂，采用同心环装料方式在980～1000℃，焙烧4-4.5h，可使铁的金属化率达到94％以上，产品经过湿式磁选，可使金属化率和总铁品位分别提高2％-3％，铁的总回收率达95％以上，磁选后主要杂质Si、Al、S、P、Ca、Mg等都大大降低。该工艺是综合利用硫铁矿烧渣的又一有效途径。

硫铁矿烧渣制备静电复印显影剂用Fe_3O_4

硫铁矿烧渣是生产硫酸时产生的固体废弃物。硫铁矿烧渣经硫酸浸出,用机械活化的硫铁矿还原,过滤得到硫酸亚铁溶液。以此溶液为原料,采用空气氧化法制备显影剂用Fe3O4。研究了FeSO4浓度、碱种类、pH值、空气流量和温度对产品性能的影响,用XRD、SEM、粒度分析和磁性能测试等手段对产品进行了表征。结果表明,在最佳工艺条件下得到了球形Fe3O4,粒度分布范围为0.1～0.5μm,磁饱和强度为96.2Am2/kg,矫顽力为10.7kA/m,满足静电复印显影剂对磁粉的要求。

硫铁矿烧渣制备无机复合混凝剂聚合铁盐

对用硫铁矿烧渣制备无机复合混凝剂聚合铁盐进行了试验研究 ,考察了影响烧渣酸溶和铁聚合的因素。结果表明 ,硫酸浓度、反应时间和体系温度等是影响硫铁矿烧渣中铁溶出率的主要因素 ,在烧渣酸溶过程中添加适当的助溶剂 ,不仅能够加快酸浸速度 ,而且还可以提高产品的混凝性能。

以硫铁矿烧渣为原料氯酸钠氧化法制备PFS的研究

在硫铁矿烧渣与硫酸反应所得的酸浸液中加入一定量的七水硫酸亚铁和氯酸钠 ,制备得到聚合硫酸铁 (PFS)。研究了氯酸钠氧化法制备 PFS的影响因素。该方法工艺简单 ,反应时间短 ,无催化剂 ,并具有对环境友好和一定的经济效益。

用硫铁矿烧渣生产氧化铁黄新工艺

利用硫铁矿烧渣氨法生产氧化铁黄的新工艺,采用流态化还原技术处理硫铁矿烧渣,并在生产铁黄的二步氧化过程中运用文氏管射流氧化技术.