本发明属于固体废物利用领域，具体涉及一种利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法。
背景技术：
钢铁制品在加工过程中通常需要用强酸进行清洗，以去除工件表面的氧化皮。当酸液中的铁离子达到一定浓度后，会导致其腐蚀、清洗效果显著下降而成为废酸。酸洗废酸和冲洗废水中通常含有浓度较高的铁离子和无机强酸(如：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、混酸等)，具有很强的酸性和腐蚀性，已被列入《国家危险废物名录》。含铁废酸及冲洗废水如不加处理直接排放，不仅造成资源浪费，还会对环境产生严重危害。
据统计，我国钢铁行业每年的酸洗废酸及冲洗废水的产生量在1亿吨以上。酸洗废酸及冲洗废水的主要处理方法有直接焙烧法、蒸发结晶法和碱中和法。直接焙烧法获得的氧化铁产品品位较高，但设备昂贵、能耗高、运行成本极高，很少应用；蒸发结晶法设备要求高、投资大、运行成本高，且回收的铁盐产品与钛白粉行业的副产品重叠，造成严重过剩，市场价值很低，目前已较少采用。碱中和法工艺简单、投资少、药剂费用低，是最常用的酸洗废酸及冲洗废水处理方法，其主要不足在于产生的大量含铁固体，即酸洗废泥，目前只能作为固废进行处置，费用较高。
从成分上看，钢铁行业酸洗废泥主要由铁氧化合物、水分和少量杂质组成，成分简单稳定，具有较高的利用价值。寻求合理有效的方法，对酸洗铁泥进行资源化利用，对构成钢铁产业新的经济增长点具有重要推动作用，对国家资源节约和可持续发展战略也具有重要意义。
钢铁行业是我国乃至世界工业的重要支柱，据统计，我国2015年钢材产量已超过11亿吨。作为钢铁行业的基础，铁矿石的开采及使用量也非常庞大，全球铁矿石年开采量在20亿吨以上。铁含量超过50％的富铁矿主要分布在巴西、俄罗斯和澳大利亚，我国的铁矿石以含量在33％左右的贫铁矿为主，富铁矿大量依赖进口。由于富铁矿的大量开采，其储量正在日益减少，矿业公司正在将注意力转向低品位的贫铁矿。然而，贫铁矿的开采利用存在技术难度大、代价高等问题，且生产等量的钢材所产生的固废量大大增加。
因此，利用成分简单稳定、铁含量高的酸洗铁泥生产人造富铁矿，不仅能大大缓解钢铁行业的固废处置压力，降低生产成本，而且可以节约天然富铁矿资源。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，以含铁固废为原料生产高品位的富铁矿，使其重新用于钢铁生产，实现废物利用、节约资源的目的。
本发明的技术方案是：
一种利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，采用含铁废酸或含铁废水中和处理所产生的酸洗铁泥为主要原料，通过高温焙烧生产富铁矿。
所述的利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，酸洗铁泥来源于以钢铁为主的金属制品行业，其主要成分为铁氧化合物和水，同时含有至少一种无机盐，以及氢氧化物；按重量百分比计，铁氧化合物含量在20～70％，水含量在20～80％，无机盐含量不超过15％，氢氧化物含量不超过10％。
所述的利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，铁氧化合物为铁的氧化物或铁的氢氧化物，水为游离水或结晶水，无机盐为氯化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸钠或硫酸钙，氢氧化物为铝、镁或锌的氢氧化物。
所述的利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，在酸洗铁泥中加入粘结剂，采用粘土、凹凸棒粉、膨润土、半水石膏中的至少一种为粘结剂，粘结剂的质量分数控制在0～10％。
所述的利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，该方法的具体工艺步骤和工艺参数如下：
(1)将固液分离后的酸洗铁泥进行水分均匀化，总含水量控制在20～60wt％；
(2)利用混合设备将酸洗铁泥和粘结剂均匀混合，粘结剂的质量分数控制在0～10％；
(3)利用球团机将酸洗铁泥与粘结剂的均匀混合体压制成直径为20～80mm的球团，并进入烘干设备进行脱水处理，脱水温度为120～300℃，脱水时间为15～120min，以水分含量不高于5wt％为宜；
(4)将经过干燥和脱水的球团送入高温炉，在600～900℃下焙烧30～180min，得到所述的富铁矿。
所述的利用酸洗铁泥生产富铁矿的方法，富铁矿中的铁含量不低于50wt％。
本发明的设计原理如下：
本发明利用氢氧化亚铁或氢氧化铁烘干脱水时表面羟基的缩合反应和粘结剂的粘结作用，将酸洗铁泥制成球团，然后在高温下进行烧结和成分均匀化，得到具有一定强度的富铁矿球团。
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明可直接利用钢铁制品行业产生的酸洗铁泥，使其避免作为固废进行处理，不仅可节省固废处置费用，而且节约了日益减少的富铁矿资源。
2、本发明利用的酸洗铁泥的主要成分为铁的氧化物和氢氧化物，通常为中性或弱碱性，且焙烧过程中几乎不产生酸性气体，设备腐蚀性低，环境污染小。
3、采用本发明制备的富铁矿，铁含量可高达70wt％以上，使用价值高。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明采用钢铁制品行业酸洗废酸及冲洗废水中和处理产生的含铁废泥为主要原料，通过球团化、脱水、焙烧等工艺制备高品位的富铁矿，具体过程如下：首先将中和含铁废酸或含铁废水得到铁泥中的水分含量控制在20～60wt％，加入质量分数为0～10％(优选为1.0～5.0％)的粘结剂，混合均匀后，用球团机压成球团，进入烘干机脱除水分，然后进入高温炉进行焙烧，即得到富铁矿，制得的富铁矿铁含量不低于50wt％(优选为65～72wt％)，利用价值高。本发明利用通常作为固废的酸洗铁泥生产出高品质的富铁矿，酸洗铁泥中含有丰富的铁氧化合物(如：feo、fe2o3、fe3o4、fe(oh)2、fe(oh)3等之一种或两种以上)，实现了资源的综合利用。
下面结合实施例对本发明进一步详细描述。
实施例1
某精密钢丝厂酸洗废盐酸中铁离子含量为65g/l，冲洗水中铁离子含量为4.5g/l，用液碱进行中和处理后，通过隔膜压滤机进行固液分离，得到含水量为61wt％、铁氧化合物含量为38wt％、氯化钠含量为1wt％的铁泥。
向9.8kg上述铁泥中加入0.2kg膨润土作为粘结剂，均匀化后用试验球团机压成尺寸直径为30mm的球团；将球团送入干燥箱于180℃脱水90min，含水率降低到5wt％以内；干燥后的球团进入到高温炉中，于700℃焙烧60min，得到富铁矿。成分分析表明，该富铁矿的铁含量高达71.5wt％。
实施例2
某精密钢管厂酸洗废硫酸中铁离子含量为173g/l，冲洗水中铁离子含量为4.9g/l，用液碱进行中和处理后，通过隔膜压滤机进行固液分离，得到含水量为56.3wt％、铁氧化合物含量为42wt％、硫酸钠含量为1.7wt％的铁泥。
向9.5kg上述铁泥中加入0.5kg凹凸棒粉作为粘结剂，均匀化后用试验球团机压成尺寸直径为30mm的球团；将球团送入干燥箱于160℃脱水120min，含水率降低到5wt％以内；干燥后的球团进入到高温炉中，于750℃焙烧60min，得到富铁矿。成分分析表明，该富铁矿的铁含量为65.8wt％。
实施例3
某钢锚厂酸洗废盐酸中铁离子含量为195g/l，冲洗水中铁离子含量为8.1g/l，用石灰进行中和处理后，通过隔膜压滤机进行固液分离，得到含水量为57.4wt％、铁氧化合物含量为39wt％、氯化钙及其他杂质含量为3.6wt％的铁泥。
将10kg上述铁泥用试验球团机压成尺寸直径为45mm，厚度为15mm的扁形球团；将球团送入干燥箱于180℃脱水90min，含水率降低到5wt％以内；干燥后的球团进入到高温炉中，于800℃煅烧90min，得到富铁矿。成分分析表明，该富铁矿的铁含量为55.1wt％。
实施例4
某五金工具厂酸洗废盐酸中铁离子含量为35.6g/l，用液碱进行中和处理后，通过压滤机进行固液分离，得到含水量为67.4wt％、铁氧化合物含量为30.5wt％、氯化钠含量为2.1wt％的铁泥。
向9.6kg上述铁泥中加入0.4kg粘土作为粘结剂，均匀化后用试验球团机压成尺寸直径为30mm的球团；将球团送入干燥箱于180℃脱水90min，含水率降低到5wt％以内；干燥后的球团进入到高温炉中，于800℃焙烧90min，得到富铁矿。成分分析表明，该富铁矿的铁含量为67.1wt％。
实施例结果表明，本发明采用钢铁制品行业酸洗废酸及冲洗废水中和处理产生的含铁废泥为主要原料，辅以少量粘结剂，经过球团化、脱水、焙烧等工艺，可制得高品位的富铁矿。按本发明制得的富铁矿，其铁含量在50wt％以上，最高可超过70wt％，具有很好的利用价值。