CN109576430A - 一种含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，具体涉及一种固体废物的资源化利用方法。先将含硫酸铁和/或硫酸亚铁的废渣做离心脱水处理后进行烘干处理；将烘干后的废渣与硫铁矿混合均匀，对混合物料做破碎处理；将混合物料通入燃烧炉进行高温燃烧，产生高温含二氧化硫的烟气和铁渣；将高温含二氧化硫烟气回收余热对废渣做烘干处理，在将二氧化硫烟气通入制酸装置，将铁渣回收制备高品位铁精粉。本发明方法有效解决了传统石灰乳中和处理方法中存在资源浪费和处理费用高的缺点，将硫酸（亚）铁废渣掺入硫铁矿制酸工艺中，实现了对硫酸（亚）铁废渣的资源化处理，回收废渣中的硫元素提高了硫酸产量，有效利用了燃烧炉内的余热，混合原料燃烧过程提高了尾渣中铁精粉的品位。
Description
技术领域
本发明公开一种含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，属于固体废物的资源化利用领域。
背景技术：
我国是硫酸生产大国，硫酸产量占世界产量的1/6，随着国民经济以高出世界平均值的速度增长，以及农业对磷复肥需求量的不断增加，硫酸生产量还将继续增长，我国硫铁矿资源相对比较丰富，因此长期以来一直以硫铁矿为生产硫酸的主要原料，但随着硫酸用量的增加，我国每年大约需要进口8亿t硫铁矿，并且在燃烧炉内的生产过程都是放热的化学反应，而余热回收利用较低，没有获得突破性进展，已经成为这一产业经济效益低下的主要原因，在硫铁矿用量巨大和余热利用不足的情况下，使得硫铁矿制酸的成本增高。
钛白粉生产过程消耗大量的硫酸和钛铁矿（FeO·TiO2），但其最终产品中既不含硫、也不含铁，硫和铁最终都转化为硫酸亚铁废渣，。排出产量为钛白粉自身产量的3.5倍左右，主要成分一种是七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，另一种是压滤的残渣称为废硫酸亚铁，FeSO4·7H2O废渣的综合处理已成为我国硫酸法钛白粉重要部分。在炼钢工业中，产生硫酸铁废渣，这些废渣除少量用于水泥生产作添加剂外，其余大部分都当做废物弃之荒野或排入江河。目前对于硫酸亚铁和硫酸铁废渣多用于石灰乳中和处理，若对硫酸亚铁和硫酸铁废渣处理不当或不进行利用，既污染环境又浪费资源。
硫酸亚铁和硫酸铁废渣的成分中有硫元素，可利用废硫酸亚铁与硫铁矿掺烧制取硫酸，硫酸亚铁和硫酸铁能在高温下分解生成铁的氧化物、SO2、SO3，在此工艺中，既能对硫酸亚铁和硫酸铁废渣进行有效处理，又能有效利用废渣中的硫元素，在制酸工艺中增加硫酸的产量，缓解我国目前硫铁矿资源使用较大的情况，为硫酸亚铁和硫酸铁废渣的综合处理提供一种新工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理硫酸亚铁和硫酸铁废渣的方法，硫铁矿燃烧产生大量热能用于硫酸亚铁和硫酸铁的分解；可达到有效利用热能、对废渣进行资源化处理、回收硫元素以提高硫酸产量、提高尾渣中高品位铁含量的效果。
本发明通过以下技术方案实现：一种硫酸亚铁和硫酸铁的废渣处理方法，具体步骤如下：
（1）将含硫酸铁和/或硫酸亚铁的废渣做离心脱水处理、烘干处理；
（2）将含硫酸铁和/或硫酸亚铁的废渣与硫铁矿混合均匀，对混合物料做破碎处理后备用。
（3）将混合物料通入燃烧炉进行高温燃烧，产生含高温的二氧化硫烟气和铁渣。
（4）将高温二氧化硫烟气回收余热对步骤（1）的废渣做烘干处理，在将二氧化硫烟气通入制酸装置，将铁渣回收制备高品位铁精粉。
优选的，本发明步骤（1）采用双级推料离心机进行脱水，脱水处理后废渣含水量为10%以下；烘干处理的温度为200~300℃，烘干时间为10~20s。
优选的，本发明步骤（2）中废渣与硫铁矿的混合质量比为1:5~1:20；破碎后混合物料的粒径小于10mm。
优选的，本发明步骤（3）中燃烧炉中的燃烧温度为800~900℃，燃烧时间为8~15s，炉底压力为10~10.5kPa。
本发明所述方法中：原料混合装置为立式螺杆混合机、行星运动式螺杆混合机、回转圆筒式混合机、V型混合器；破碎设备为颚式破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机、复合式破碎机、锤式破碎机、单段破碎机、对辊破碎机；烘干设备及方式为回转烘干机、转筒烘干机、场地堆置；燃烧设备为沸腾炉、焙烧炉、窑炉。
在本发明所述硫铁矿为硫精砂、白铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿，其质量含量为，w(S):20-40%，w(铁):30-45%，含硫酸铁和硫酸亚铁的混合废渣为硫铁矿制酸工艺中掺烧的废渣，硫酸亚铁渣来源于钛白厂，硫酸铁渣来源于炼钢厂。
本发明的反应原理为：硫酸亚铁和硫酸铁在高温下分解为铁的氧化物、SO2、SO3，反应过程为：
硫酸亚铁：2FeSO4+O2→Fe2O3+SO2+SO3
硫酸铁：Fe2(SO4)3+O2→Fe2O3+SO2+SO3
硫铁矿(FeS2) +硫酸亚铁:2FeSO4+FeS2+2O2=Fe3O4+4SO2
3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2
本发明的有益效果
（1）硫铁矿燃烧过程中产生的热能，一部分用于分解硫酸（亚）铁废渣，另一部分回收用于废渣的烘干处理，有效利用了废热。
（2）对硫酸（亚）铁废渣进行有效处理，解决了石灰乳中和处理造成的资源浪费和处理成本高的问题。
（3）回收硫酸亚铁和硫酸铁废渣中的硫元素，提高硫酸产量，减少了制酸工艺中硫铁矿原矿的使用量，起到节约资源的效果。
（4）燃烧过程中，对硫铁矿和废渣中的铁元素有精炼作用，提高尾渣中铁精粉的品位，增加了铁的回收率。
附图说明
图1本发明的工艺流程图。
具体实施例
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
一种硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法具体为：
（1）采用双级推料离心机将所述废渣进行离心脱除游离水，脱水处理后废渣含水量为10%以下；回收燃烧炉内余热进行烘干处理，烘干处理的温度为200℃，烘干时间为10s。
（2）将步骤（1）中脱水烘干后的废渣与硫铁矿按质量比为1:20的比例进行均匀混合。
（3）将步骤（2）的混合物料进行破碎处理，破碎后混合物料的粒径小于10mm。
（4）将步骤（3）中的破碎物料送入燃烧炉进行燃烧反应，燃烧炉中的燃烧温度为800℃，燃烧时间为8s，炉底压力为10kPa。
（5）对步骤（4）中燃烧炉使用热管余热回收器回收余热对步骤（1）中的废渣做烘干处理，二氧化硫烟气通过转化吸收工序进行制酸，铁渣通过磁选回收高品位铁精粉。
通过本实施例所述的硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，在处理混合废渣的同时，可生产硫酸0.35吨/吨硫酸（亚）铁废渣，并且有效利用了燃烧炉内高温烟气的热能；废渣中硫的烧出率达92%，烧渣残硫为2%，烧渣中的铁含量为60%，通过磁选可获得高品位铁精粉。
实施例2：
一种硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法具体为：
（1）采用双级推料离心机将所述废渣进行离心脱除游离水，脱水处理后废渣含水量为10%以下；回收燃烧炉内余热进行烘干处理，烘干处理的温度为300℃，烘干时间为20s。
（2）将步骤（1）中脱水烘干后的废渣与硫铁矿按质量比为1:5的比例进行均匀混合。
（3）将步骤（2）的混合物料进行破碎处理，破碎后混合物料的粒径小于10mm。
（4）将步骤（3）中的破碎物料送入燃烧炉进行燃烧反应，燃烧炉中的燃烧温度为900℃，燃烧时间为15s，炉底压力为10.5kPa。
（5）对步骤（4）中燃烧炉使用热管余热回收器回收余热对步骤（1）中的废渣做烘干处理，二氧化硫烟气通过转化吸收工序进行制酸，铁渣通过浮选回收高品位铁精粉。
通过本实施例所述的硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，在处理混合废渣的同时，可生产硫酸0.29吨/吨硫酸（亚）铁废渣，并且有效利用了燃烧炉内高温烟气的热能。废渣中硫的烧出率达85%，烧渣残硫为5%，烧渣中的铁含量为65.5%，通过浮选可获得高品位铁精粉。
实施例3：
一种硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法具体为：
（1）采用双级推料离心机将所述废渣进行离心脱除游离水，脱水处理后废渣含水量为10%以下；回收燃烧炉内余热进行烘干处理，烘干处理的温度为250℃，烘干时间为16s。
（2）将步骤（1）中脱水烘干后的废渣与硫铁矿按质量比为1:10的比例进行均匀混合。
（3）将步骤（2）的混合物料进行破碎处理，破碎后混合物料的粒径小于10mm。
（4）将步骤（3）中的破碎物料送入燃烧炉进行燃烧反应，燃烧炉中的燃烧温度为860℃，燃烧时间为12s，炉底压力为10.5kPa。
（5）对步骤（4）中燃烧炉使用热管余热回收器回收余热对步骤（1）中的废渣做烘干处理，二氧化硫烟气通过转化吸收工序进行制酸，铁渣通过磁选回收高品位铁精粉。
通过本实施例所述的硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，在处理混合废渣的同时，可生产硫酸0.33吨/吨硫酸（亚）铁废渣，并且有效利用了燃烧炉内高温烟气的热能。废渣中硫的烧出率达90%，烧渣残硫为2.9%，烧渣中的铁含量为63%，通过磁选可获得高品位铁精粉。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将含硫酸铁和/或硫酸亚铁的废渣做离心脱水处理后进行烘干处理；
（2）将含硫酸铁和/或硫酸亚铁的废渣与硫铁矿混合均匀，对混合物料做破碎处理后备用；
（3）将混合物料通入燃烧炉进行高温燃烧，产生高温含二氧化硫的烟气和铁渣；
（4）将高温含二氧化硫烟气回收余热对步骤（1）的废渣做烘干处理，在将二氧化硫烟气通入制酸装置，将铁渣回收制备高品位铁精粉。
2.根据权利要求1所述含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，其特征在于：步骤（1）所述采用离心脱水，脱除游离水含量至10%以下，烘干处理温度为200~300℃，烘干时间为10~20s。
3.根据权利要求1所述含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述废渣与硫铁矿的质量比为1:5~1:20，破碎后混合物料的粒径小于10mm。
4.根据权利要求1所述含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，其特征在于：步骤（3）中燃烧炉中的燃烧温度为800℃~900℃，燃烧时间为8~15s，炉底压力为10~10.5kPa。
5.根据权利要求1所述含硫酸亚铁和硫酸铁废渣的处理方法，其特征在于：步骤（4）中使用热管余热回收器回收余热对废渣做烘干处理，二氧化硫烟气通过转化吸收工序进行制酸，铁渣通过磁选、浮选、重选回收高品位铁精粉。
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Cited By (1)
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| CN110760681A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 洛阳炬星窑炉有限公司 | 一种从不锈钢酸洗废液中提取硫酸和镍铬铁合金的方法 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102344124A (zh) * | 2011-07-12 | 2012-02-08 | 湖南恒光科技股份有限公司 | 以七水硫酸亚铁和硫铁矿联产硫酸、铁精粉与铁红的工艺 |
| CN102502527A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-06-20 | 中国石油化工集团公司 | 硫酸亚铁掺烧硫铁矿制硫酸联产铁精粉的方法 |
| CN103318849A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-09-25 | 四川大学 | 回收硫铁资源的方法 |
-
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