一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法
【专利摘要】本发明涉及一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，属于湿法冶金领域。其特征包括以下：将高磷铁矿经过细磨筛分后，与一定浓度的酸液混合，保持合适的搅拌速度进行浸出反应。反应结束后，对酸矿悬浊液进行固液分离操作。滤渣中磷含量检测合格后直接进入钢铁生产流程，滤液补充部分浓酸恢复至初始酸度后，循环利用此滤液浸出新料。当滤液达到循环极限时，脱磷率已经不能满足生产要求，对滤液进行净化处理，净化溶液可直排或者回用于酸浸脱磷流程。该方法操作简单，脱磷效率高，能得到品质合格的铁矿，而且可以循环利用废酸液，减少酸液净化次数，节省成本，保护环境。
【专利说明】一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法。
【背景技术】
[0002]随着经济和社会的发展，我国对钢铁产品的需求日益旺盛，然后作为钢铁工业的“粮食”，铁矿石资源储备却极不合理。我国铁矿石储量虽然丰富，但品位低、贫矿多富矿少，多组分伴生矿占据很大比重。目前，在全国范围内已探明的铁矿石储量大约680亿t，然而经济型储量仅166亿t，难选冶的高磷铁矿达到100亿t，其中40亿t铁品位较高，但磷含量也较高而无法直接入炉。高磷铁矿储量丰富，分布集中，比较典型的有梅山高磷铁矿(含磷量达0.38%)和储量达22亿吨的鄂西高磷铁矿(磷含量为0.5% — 1.5%)。国内铁矿石资源的构成无法满足钢企的生产需求，因此对进口矿的依赖性逐渐加大，这也导致进口矿石价格连年飙升，影响我国钢铁行业的可持续发展。
[0003]由于高磷铁矿特殊的鮞状结构，导致其选冶出现极大问题。磷元素以磷灰石的状态嵌布于鮞状结构的核心或者间层，因为层间距在微米级别，使得常规物理破碎-焙烧-磁选难以高效脱磷。生物浸出由于菌种培养周期长，生产环境苛刻，而无法在实际生产中大规模应用。而湿法酸浸，具有操作简单、批处理量大、脱磷效率高等诸多优点，但是耗酸较大、铁损较高、酸液污染也成为其应用的一大问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种鮞状高磷铁矿脱磷处理及废酸液循环利用的方法，在保证脱磷率的前期下能有效降低铁损，并能减少酸耗和酸液污染。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案主要如下:
(I).将磷含量0.5% —1.5%(wt%)的高磷铁矿进行破碎、细磨。
[0006](II).制备酸溶液，体积浓度为0.5% — 3%。
[0007](III).将步骤(1)所得矿粉颗粒与步骤(II)所得酸溶液混合均匀，搅拌浸出，液固比保持在10:1 — 3:1，浸出过程中当pH高于1.5时，实时补充浓酸，使浸出过程中pH保持在1.5以下。
[0008](IV).浸出过程时间I一2 h，然后将酸矿悬浊液做固液分离，得到滤液和固体滤渣。
[0009](V).步骤(IV)中得到的滤渣即为磷含量为0.05% — 0.15%(wt%)的高磷铁矿，它可作为原料直接进入炼铁环节；步骤(IV)中所得滤液补充部分浓酸，使其酸度达到浸出液初始酸度(体积浓度为0.5% — 3%)。
[0010](VI).将步骤(V)所得补酸后的滤液与新料进行搅拌浸出，浸出操作条同上。循环使用酸浸液，可以有效利用残余H+，减少酸耗，同时降低酸液净化量，节省成本。
[0011](VII).当循环利用酸浸液无法得到磷含量合格的铁矿时，利用石灰进行废酸液净化，净化后废酸液达到国家污水排放标准，可直接排放，也可回用于上述酸浸脱磷过程。[0012]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(I)中高磷铁矿需细磨至粒径小于0.15 mm的超过90%。
[0013]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(II)中的酸为硫酸、盐酸、盐酸的某一种或几种混合，酸溶液初始酸度体积分数为0.5%—
3% ο
[0014]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(III)，浸出过程中当pH高于1.5时，需补加浓酸，以保证pH值低于1.5。
[0015]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(III)、(V)中补充的浓酸与步骤(II)中使用的酸相同。
[0016]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(V)中，滤液需补加浓酸至初始酸度后，再进行循环浸出实验。
[0017]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(VI)中，新料指步骤(1)中的高磷铁矿。
[0018]一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于:所述步骤
(VII)中，废酸液脱磷效率降低时，需要利用石灰进行净化处理，净化后废水可直接排放或者回用于酸浸脱磷工艺中。
[0019]本发明的一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，通过控制矿石粒径和浸出过程中溶液酸度，能保证较高的脱磷率，并得到较低的铁损；其中，废酸也可以得到充分地循环利用，避免直接净化造成净化剂的大量消耗和环境污染，降低酸耗，节约水资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为高磷铁矿湿法浸出及酸液循环流程图。
【具体实施方式】
[0021]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于下面的实施例。
[0022]实施例1
将铁品位50%、磷含量0.7%的鮞状高磷铁矿破碎细磨，筛分出粒级150— 200目的矿粉，与体积分数0.75%的盐酸溶液置于反应容器中混合均匀，进行浸出脱磷操作，其中液固比1000 ml: 100 g，搅拌速度400 rpm，反应温度25°C，反应时间I h。随后进行固液分离，所得滤渣的磷含量为0.082%，铁含量为55%，滤液pH为1.45。将此酸液补充部分浓盐酸至PH为I左右时，浸出新矿，其他操作条件同上，循环5次，所得滤渣的磷含量如下表1所示:表1酸浸循环后矿石中磷含量
【权利要求】
1.一种酸浸脱除高磷铁矿中的磷及酸液循环利用的方法，其特征在于，具体包括以下步骤: (I).将磷含量0.5% —1.5%(wt%)的高磷铁矿进行破碎、细磨； (II).制备酸溶液，体积浓度为0.5% — 3% ； (III).将步骤(1)所得矿粉颗粒与步骤(II)所得酸溶液混合均匀，搅拌浸出，液固比保持在10:1—3:1，浸出过程中当pH高于1.5时，实时补充浓酸，使浸出过程中pH保持在1.5以下； (IV).浸出过程时间I一2h，然后将酸矿悬浊液做固液分离，得到滤液和固体滤渣； (V).步骤(IV)中得到的滤渣即为磷含量为0.05%—0.15%(被%)的高磷铁矿，作为原料直接进入炼铁环节；步骤(IV)中所得滤液补充部分浓酸，使其酸度达到浸出液初始酸度(体积浓度为0.5%一3%)； (VI).将步骤(V)所得补酸后的滤液与新料进行搅拌浸出，浸出操作条同上，循环使用酸浸液，有效利用残余H+，减少酸耗，同时降低酸液净化量，节省成本； (VII).当循环利用酸浸液无法得到磷含量合格的铁矿时，利用石灰进行废酸液净化，净化后废酸液达到国家污水排放标准，直接排放，或用于上述酸浸脱磷过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(1)中高磷铁矿需细磨至粒径小于0.15 mm的超过90%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(II)中的酸为硫酸、硝酸、盐酸的某一种或几种混合，酸溶液初始酸度体积分数为0.5% — 3 %。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(III)，浸出过程中当pH高于1.5时，需补加浓酸，以保证pH值低于1.5。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(III)、(V)中补充的浓酸与步骤(II)中使用的酸相同。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(V)中，滤液需补加浓酸至初始酸度后，再进行循环浸出实验。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(VII)中，废酸液脱磷效率降低时，需要利用石灰进行净化处理，净化后废水直接排放或者回用于酸浸脱磷工艺中。
【文档编号】C22B3/06GK103882225SQ201410136076
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】郭占成, 余锦涛 申请人:北京科技大学