专利名称：一种利用钛白废酸处理硫铁矿中磷的方法
技术领域：
本发明涉及ー种利用钛白废酸处理硫铁矿中磷的方法，属化工行业中固体、液体废弃物利用的研究領域。
背景技术：
我国硫铁矿资源丰富，几乎遍及全国各省，储量40多亿吨，居世界前列。硫铁矿烧渣又称为硫酸渣，是化工厂在以硫铁矿为原料煅烧生产硫酸时排出的废渣。按エ业上每生产I吨硫酸产生O. 8 I. O吨烧渣计，硫铁矿烧渣中铁含量一般在40 60%，同时还含有少量的Cu、Ag、Au等有价元素，是ー种宝贵的二次资源，目前，硫铁矿烧渣主要用于生产铁精矿、铁系顔料、铁盐、浄水剂等。随着我国钢铁行业的高速发展，对进ロ铁矿石的依赖程度逐渐加大，因此硫铁矿烧渣用于钢铁行业，将可部分缓解铁矿石供求矛盾。但由于炼铁生产行业中对原料铁精粉的质量一般要求Fe彡60%、P < O. 13%。硫酸法生产钛白粉(ニ氧化钛)吋，每吨钛白粉将产生8 10吨废硫酸(17% 22%H2S04)溶液，传统的处理方法是采用石灰中和或对其进行浓缩后返回系统使用，处理成本尚。目前对于硫铁矿烧渣的利用研究大部分集中到如何提高硫铁矿烧渣含铁量以生产合格铁精矿的研究上，并取得了良好的效果，但由于硫矿石烧渣中含有的有害元素磷，采用常规的机械选矿方法和物理方法除磷变得不可能，严重的影响其作为炼铁原料的应用。根据相关研究报导，采用磁选、浮选、酸浸、微生物浸出等对硫铁矿烧渣进行脱硫、脱砷的同时可脱除部分磷，但脱磷精度不高。目前还未见关于硫铁矿烧渣作为炼铁原料时采用何种方法除磷的研究报道。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，该方法利用エ业钛白粉生产中产生的废硫酸溶液有效脱除硫铁矿烧渣中有害元素磷，以满足硫铁矿烧渣作为炼铁原料对磷的质量要求；这是ー种利用エ业废弃物硫铁矿烧渣和废酸用于生产具有较高价值的冶金原料的エ艺路线，达到废物利用，实现循环经济、节能减排目的。
本发明通过如下技术方案实现本发明目的将质量百分比浓度为7 12%的钛白废酸溶液，按固液比为I :1. O I. 5的比例在室温、250 350rpm的搅拌条件下加入硫铁矿烧渣中，搅拌反应O. 5 I. 0h，经固液分离后，滤渣用水洗涤至PH=5 6，干燥后即得磷含量小于O. 03%的低磷硫铁矿烧渣。本发明中钛白废酸液为钛白粉生产过程中产生的废硫酸溶液，其硫酸浓度为15% 25%。本发明中硫铁矿烧渣为エ业上以硫铁矿为原料经沸腾焙烧生产硫酸时所产生的固体废渣，其铁含量为55%以上，磷含量大于O. 4%，其中粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的75 90%ο
固液分离后的过滤液用钛白废酸溶液调节浓度至质量百分比浓度为7 12%后，作为反应液循环用于处理硫铁矿烧渣，实验证明反应液循环使用19次，仍然能使处理后的硫铁矿烧渣中磷含量小于O. 03%。洗涤过程可采用三段式逆流洗涤方式洗涤滤渣，浓洗液部分作为配制反应液使用，剰余部分用石灰中和，澄清后作为洗涤清液循环使用及达标排放。本发明处理后的硫铁矿烧渣中磷含量不仅可以满足炼铁原料对其含量要求，同时采用硫酸法生产钛白粉产生的废硫酸进行处理，降低了废硫酸的处理费用，对硫铁烧渣及废硫酸来说可变废为宝，节约资源，降低环境污染，实现资源的综合利用。本发明方法采用的エ艺过程简单，条件温和，易操作，处理时间短，磷脱除率高，脱磷率达92%以上，使用设备简单，处理成本低，易于实现エ业化生产，具有很强的市场竟争能力和推广应用价值。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进ー步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容，实施例中如无特殊说明，百分比浓度为质量百分比浓度。实施例I :本利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，具体内容如下
本实施例中使用的钛白废酸溶液H2SO4含量为19. 35%，外观为墨绿色；硫铁矿烧渣外观为褐色，原料渣铁含量为56. 18%，磷含量为O. 43%，粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的75%。将浓度调节至7. 0%的钛白废酸溶液150克，在室温、250rpm的搅拌条件下加入100克硫铁矿烧渣中，搅拌反应I. Oh,经固液分离后，滤渣用水洗涤至PH=5 6间，然后经100°C干燥30min，取出冷却即得低磷硫铁矿烧渣；该样品经分析，含Fe 59. 72%，PO. 029%,外观为棕红色。实施例2 :本利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，具体内容如下
本实施例中使用的硫铁矿烧渣外观为褐色，原料渣铁含量为57. 2%，磷含量为O. 46%，粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的80%。实施例I中过滤后的母液补加钛白废酸调节酸浓度至8. 7 %，取150克废酸溶液在室温、250rpm的搅拌条件下加入100克硫铁矿烧渣中，搅拌反应I. Oh后过滤，滤渣用水洗涤至PH=5 6间，然后经100°C干燥30min，取出冷却即得低磷硫铁矿烧渣；该样品经分析，含Fe 58. 94%, P O. 021 %，外观为棕红色。实施例3 :本利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，具体内容如下
本实施例中使用的钛白废酸溶液为循环使用5次后的过滤母液；硫铁矿烧洛外观为褐色，原料渣铁含量为58. 17%，磷含量为O. 51%，粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的90%。经5次循环使用后的过滤母液经补加钛白废酸调节浓度至10. 6%，取150克废酸溶液在室温、300rpm的搅拌条件下加入100克硫铁矿烧渣中，搅拌反应O. 5h后过滤，滤渣采用三段式逆流洗涤至PH=5 6间，然后经100°C干燥30min，取出冷却即得低磷硫铁矿烧渣；该样品经分析，含Fe 59. 18%, P O. 026%，外观为棕红色。实施例4 :本利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，具体内容如下
本实施例中使用的钛白废酸溶液为循环使用10次后的过滤母液；硫铁矿烧洛外观为褐色，原料渣铁含量为56. 18%，磷含量为O. 43%，粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的85%。经10次循环使用后的过滤母液通过补加钛白废酸调节酸浓度至12%，取150克废酸溶液在室温、300rpm的搅拌条件下加入100克硫铁矿烧渣中，搅拌反应O. 5h后过滤，滤渣用水洗涤至PH=5 6间，然后经100°C干燥30min，取出冷却即得低磷硫铁矿烧渣；该样品经分析，含Fe 57. 38%, P O. 019%，外观为棕红色。实施例5 :本利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，具体内容如下 本实施例中使用的钛白废酸溶液为循环使用15次后的过滤母液；硫铁矿烧洛外观为褐色，原料渣铁含量为56. 18%，磷含量为O. 43%，粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的75%。经15次循环使用后的过滤母液补加钛白废酸调节酸浓度至9. 1%，取120克废酸溶液在室温、350rpm的搅拌条件下加入硫铁矿烧渣100克中，搅拌反应O. 5h后过滤，滤渣用水洗涤至PH=5 6间，然后经100°C干燥30min，取出冷却即得低磷硫铁矿烧渣；该样品经分析，含Fe 58. 16%, P O. 021 %，外观为棕红色。实施例6 :本利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，具体内容如下
本实施例中使用的钛白废酸溶液为循环使用19次后的过滤母液；硫铁矿烧洛外观为褐色，原料渣铁含量为56. 18%，磷含量为O. 43%，粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的75%。经19次循环使用后的过滤母液补加钛白废酸调节酸浓度至8. 2%，取100克废酸溶液在室温、350rpm的搅拌条件下加入硫铁矿烧渣100克中，搅拌反应O. 7h后过滤，滤渣用水洗涤至PH=5 6间，然后经100°C干燥30min，取出冷却即得低磷硫铁矿烧渣；该样品经分析，含Fe 59. 37%, P O. 026%，外观为棕红色。通过实施例1-6，结果显示固液分离后的母液经补加废酸调节浓度至7 12%后，仍可作为反应液循环使用，且处理后的硫铁矿烧渣中磷含量均小于O. 03%。
权利要求
1.ー种利用钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，其特征在于将质量百分比浓度为7 12%的钛白废酸溶液，按固液比为I :1. O I. 5的比例在室温、250 350rpm的搅拌条件下加入硫铁矿烧渣中，搅拌反应O. 5 I. 0h，经固液分离后，滤渣用水洗涤至PH=5 6，干燥后即得磷含量小于O. 03%的低磷硫铁矿烧渣。
2.根据权项要求I所述的钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，其特征在于钛白废酸液为钛白粉生产过程中产生的废硫酸溶液，其硫酸浓度为15% 25%。
3.根据权项要求I所述的钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，其特征在于硫铁矿烧渣为エ业上以硫铁矿为原料经沸腾焙烧生产硫酸时所产生的固体废渣，其铁含量为55%以上，磷含量大于O. 4%，其中粒度为100目的烧渣占总烧渣质量的75 90%。
4.根据权项要求I所述的钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，其特征在于固液分离后的过滤液用钛白废酸溶液调节浓度至质量百分比浓度为7 12%后，循环用于处理硫铁矿烧渣。
5.根据权项要求I所述的钛白废酸溶液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，其特征在于滤渣采用三段式逆流洗涤方式洗涤。
全文摘要
本发明公开了一种利用钛白废酸液处理硫铁矿烧渣中磷的方法，该工艺采用钛白粉生产过程中产生的废酸溶液与硫铁矿烧渣在室温条件下，搅拌处理0.5～1.0小时，然后经液固分离，滤渣洗涤后得到磷含量小于0.03%的低磷硫铁矿烧渣，脱磷率达92%以上。本发明方法具有处理过程简单，处理时间短，操作容易，磷去除率高，资源利用合理等特点，且本方法使用设备简单，生产成本低，脱磷性能优异，因此具有很强的市场竟争能力和推广应用价值。
文档编号C22B1/11GK102660674SQ201210127730
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者周林涛, 李国斌, 李沪萍, 罗康碧, 苏毅 申请人:昆明理工大学