DOC《有色冶炼中铁矾渣的资源化利用》

1、温度60℃、液固比2:

1、反应时间2h的最优条件下,铁矾渣分解率达到98.03%,其他杂质金属大部分留在渣中,铁主要以Fe3O4形式沉淀入渣,渣中铁能够富集至38.81%,实现有效利用铁资源,但仍有含铅弃渣产生[9]. 北京矿冶研究总院研究了氨水分解铁矾渣的研究,指出在一定条件下氨水能够使得95%铁矾渣分解,约有60%的锌和铜进入溶液中,75%的银留在渣中,经渣样物相分析查明,分解渣样中基本不存在铁矾,同时含硫量很低. 2.2.2酸浸分解法 酸浸分解一是利用浓硫酸直接溶解,再分步结晶使得大部分铁分离,然后生产聚合硫酸铁或者加热分解生产氧化铁或还原制备铁粉;

二是酸浸过程中加入金属铁,将一定量的硫酸铁还原为硫酸亚铁,镍、钴和铜等进入硫酸亚铁溶液,采用沉淀法回收,溶液净化后用于制备铁的化工产品,但这些工艺除杂过程较为复杂[10]. 王玉棉等人进行了热酸浸出黄钠铁矾渣工艺研究,研究指出浸出黄钠铁矾渣的最佳工艺条件为:硫酸质量浓度为

225 g/ L, 反应温度为 95℃, 反应时间为2.5h, Fe、Zn 浸出率均大于 96%,黄钾铁矾渣中有价金属反应比较彻底[11]. 程柳等人用浓硫酸在160℃下浸出黄钾铁矾,浸出时间6h,锌浸出率达到98%[12]. 刘鹏飞等人对比研究了硫酸和盐酸浸出黄钾铁矾渣,硫酸浸出黄钾铁矾渣的最佳工艺条件是温度 95℃、时间

2 h、搅拌速率

300 r/min、硫酸浓度 1.2 mol/L、液固质量比 100:5,Fe,Zn的浸出率达 80%.盐酸浸出黄钾铁矾渣的最佳工艺条件是温度 95℃、盐酸浓度 2.8 mol/L、搅拌速率

400 r/min、时间 1.5 h、液固质量比 100:5,Fe, Zn, Pb 的浸出率分别达 83%, 89%和99%,从渣样中分析可知,盐酸浸出渣中主要是SiO2以及少量Fe2O3,基本上不含Pb元素,盐酸可将渣中Pb全部回收[13]. 北京矿冶研究总院将热酸浸出液与锌精矿、铁矾渣一起加入压力釜内进行,利用热酸浸出液中铁和铁矾渣中铁水解生成赤铁矿产出的酸,以及热酸浸出液残酸浸出锌精矿,实现综合利用,锌浸出率达到96%(按锌精矿含锌计),并且回收铁矾渣中57%以上的锌,提高了浸出渣中铁含量,减少了铁矾渣堆存. 北京矿冶研究总院开展了氨浸/酸浸-氨性分解-锌液萃取的试验,指出酸性体系浸出效果最好,浸出率达到81%,酸性浸出渣进行氨性分解浸出,锌的分解率达到37%,锌总回收率达到88%,用P204三级萃取锌,总萃取率达到84%. 东北大学符岩等人提出一种综合利用黄钠铁矾渣的方法,利用1%~5%的硫酸溶液按液固比3:1-10:1将黄钠铁矾有价金属选择性浸出,浸出液回收镍、铜、钴和锌等,将浸出渣与硫酸混合,在微波辐射下加热6-15min,加入水和含金属铁的物料,常温下熟化2~8h,调节溶液中的全铁浓度为160~180g/L,并且使得二价铁离子含量占全铁含量的20~40%;

加热至40~80℃,加入双氧水反应1~3h,三价铁水解、聚合制备成聚合硫酸铁[14]. 2.3火法-湿法联合工艺 根据铁矾渣特性,适当选择组合火法焙烧和湿法浸出工序,实现有效浸出有价金属,焙烧主要是改变铁矾渣物相,分解难浸物相. 蓝碧波等人提出铁矾渣酸浸-焙烧-酸浸工艺,该工艺首先利用硫酸在室温下浸出铁矾渣中硫酸锌,然后在620℃焙烧1.5h使得铁矾转变成氧化铁,再通过酸浸焙砂中的锌和其他元素.锌回收率能够达到99.11%,酸浸渣中铁含量达到66%以上,可以作为铁精矿产品销售,本方法不仅用于处理铁矾渣也可以用于处理铅银渣,综合回收有价金属[15]. 薛佩毅等人研究了中低温焙烧-NH4Cl浸出-碱浸工艺,铁矾渣在650℃下焙烧1h后,渣中KFe3(SO4)2(OH)6分解为Fe2O3,ZnSO4和PbSO4,在105℃下用6mol/LNH4Cl浸出2h,Zn,Pb和Cd的浸出率均在95%以上,Fe含量由焙烧后的23.21%提高到40%.再用23.08%的NaOH溶液于160℃下浸出1h,Fe含量可提高到54%左右,且As含量可降低到0.1%,最终的浸出渣可作为铁精矿使用.此工艺采用了NH4 Cl体系,能够使得许多有价金属如锌、铅、铜、镍、钴、银等与氯或氨配位进入溶液;