本发明属于硫酸铁矿
技术领域：
，具体是指一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法。
背景技术：
：我国是硫酸生产大国，每年排放硫精矿制酸废渣达10000kt以上，居我国工业固体废弃物之首。硫精矿制酸废渣一般含铁20-60%，有的还含有一定量的有色金属和贵金属，如Cu、Ag、Au、Zn等。硫精矿制酸废渣杂质多、成份复杂、球团性能差，废渣难以直接作为炼铁原料。由于硫精矿制酸废渣化学成份复杂，物化性能特殊，传统的冶金方法较难处理，大量废渣作为废弃物弃之江河或随地堆放，对环境造成影响和污染，而且也阻碍了我国硫酸工业的发展。长期以来，国内外对硫精矿制酸废渣的利用成为一热点研究课题。西部矿业硫精矿制酸废渣是锡铁山硫精矿生产硫酸时排放的工业固体废弃物，锡铁山年产硫酸100kt，每年约排放硫精矿制酸废渣60-70kt，废渣含铁60％以上，金含量达到3.51g/t。硫精矿制酸废渣产生暴风红尘飞、大雨红水流、堆放挤占耕地、抛弃土壤沙化等环境问题。硫铁矿烧渣俗称烧渣，又称硫酸渣，是以含硫矿石(黄铁矿、磁黄铁矿)为原料，制取硫酸过程中排放的一种粉状废渣，其主要成分是未反应的原料和副产品，一般为棕红色。硫铁矿烧渣中一般含铁量较低，同时还含有多种有害成分，故不能直接用于高炉炼铁。长期以来硫铁矿烧渣一般采用堆填处置，不仅浪费了资源，同时挤占土地，工厂还得支付土地征用费、运费和填埋费等，增加了的生产成本，而且堆填时，有风红尘飞，有雨红水流，对土壤、水体及大气均有不同程度的污染，给我们生存的环境带来了危害。硫铁矿烧渣的矿物组成因制酸的硫铁矿粉和制酸的工艺不同而有所不同。世界各主要生产或使用硫铁矿的国家，其硫铁矿资源的综合利用程度较高，且利用率高低一般都表现在对烧渣利用的程度。日本的烧渣的利用率约75-80%，德国几乎100%。由于发达国家均使用硫磺或含硫45%以上且杂质较少的硫铁矿制酸(前苏联将含硫48%定为标矿，美国定为52%，因此硫铁矿烧渣含铁量高(如德国、西班牙、塞浦路斯、娜威、芬兰等国其烧渣含铁量一般均在52-58%,烧渣可直接用于炼铁，基本上无污染问题.而我国将硫铁矿的标矿定为含硫35%,1t标矿约可生产1t硫酸，这个标准使硫铁矿烧渣含铁量较低，难以直接用炼铁。因此很长一段时间，我国对于硫铁矿烧渣一般采用堆填处置或弃之湖海，造成资源浪费和环境污染。硫铁矿烧渣中的主要组分大多是可以回收利用的资源。因此，很有必要设计一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法。本发明的内容包括：一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法，包括如下步骤：（1）将45-49wt%的硫酸溶液与35-37wt%的盐酸溶液混合均匀，利用搅拌器进行搅拌，转速为100-107转/分钟，得到酸浸液；（2）将步骤（1）得到的酸浸液在搅拌过程中加入硫酸铁矿制酸废渣粉末，控制温度在120-124℃下，反应2-3小时，趁热过滤，得到滤液；（3）将步骤（2）得到的滤液加入微波诱导还原反应釜，并向反应釜内加入硫精矿，温度控制在100-105℃，反应5-7小时，过滤得到滤液；（4）将步骤（3）得到的滤液加入微波诱导聚合反应釜，向其中加入绿钒，完全溶解后再氯酸钠，开启搅拌，反应2-3小时，得到聚合硫酸铁。本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（1）中，硫酸溶液与盐酸溶液的体积比为1：2。本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（2）中，硫酸铁矿制酸废渣粉末为200-300目。本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（2）中，搅拌为顺时针搅拌，搅拌速率为200-300转/分钟。本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（3）中，硫铁矿的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的5-6wt%。本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤（4）中，氯酸钠的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的4-5wt%。本发明的有益效果是，微波技术早在二战结束不久就在工业上得到应用,但真正在研究中得到重视却是在二十世纪七八十年代。经过几十年的发展已逐步形成了一系列的交叉技术,在不同的领域微波都以自己独有优势发挥着特殊的作用。微波是指电磁波谱中位于红外线与无线电之间频率，介于300—300000MHz的电磁波,是一种特殊的能源。微波具有比激光低的多的能级,却能在相同的温度甚至更低的温度下产生比常规方法高几倍甚至几十倍的效率。以微波为基础的微波技术即微波处理技术正是基于微波能作为一种新型能源的清洁、无污染性,微波作用原理的独特性以及这种独特作用在实际应用中的有效性和高效性,已被各领域的研究者重视。以微波处理为基础的应用技术也已经形成了微波加热干燥,微波溶样制样,微波萃取分离,微波合成等一系列交叉应用技术。它的涉面已达工农业生产,化学分析检测,有机、无机合成和药物合成,固相催化反应,环境监测与污染检测监控,治污控污处理,食品卫生检测,分离提取和辅助溶样制样,仪器自动控制分析,冶金等方面。微波技术在应用中的优势明显。微波加热中快速、高效、高产、均匀、灵敏、清洁、无污染、劳动强度低、省溶剂、节能、操作简便等优点已充分地表现出来。微波的作用原理还没有一个统一的说法。还不能够很好地解释微波对一些化学反应的诱导及催化作用。对于微波的高效性学术界一般有两种不同的观点:一种认为微波合成反应速度或产率的提高归结为微波的高效致热作用及过热效应;另一种观点则认为微波作用下存在其独特的非热效应的结果。不过,纵观目前应用中的研究可以看出,一般的微波引发的高效和高产都可以用这两种观点之一来解释,或许这即是微波作用本身的两个方面。对于微波的致热效应,一般认为微波能量对材料物质有较强的穿透力,能对被照射物质产生深层加热作用,即所谓“内加热”。这与常规加热有所不同。常规加热一般是由表及里即所谓“外加热”,须依靠材料物质本身的热传导,往往会出现加热不均滞后现象。而微波加热却不须依靠热传导进行内外同时加热,形成均匀同时加热。对此,学术界认为,微波产生交变磁场使介质分子极化,极性分子随高效磁场交替排列,导致分子高速振荡,这种振荡受到分子热运动和相邻分子间相互作用的干扰和阻碍,产生了类似摩擦的作用,使分子获得高能。在这里特别强调,它的这种由内到外,内外同时加热的独特作用方式是常规加热所做不到的。对于非热效应,就是指微波作用的选择性,不均一性的能量效应。一般认为,微波对不同物质有不同的加热效果,即不同物质吸收微波能量的能力不同。通常,由于分子极性对微波能吸收具有差异,导致在极性和非极性分子的物质中产生加热的不均一性,即产生了温度梯度,从而降低不同分子间的相互作用力进一步分离。另外,由于极性分子在高速交变磁场中快速旋转也可破坏极性分子和非极性分子之间的相互作用力。以及微波能够引起离子迁移,使受照表面带正电荷,从而在界面产生剪切应力,同样有助于物质间分离。此外,在催化反应中催化剂表面由于微波场和催化剂间独特的藕合性能,导致能量分布不均匀从而形成“微波热点”效应,能量高的点即“微波热点”并成为催化反应的活化部位,从而有效地诱导催化反应发生。这些仅为微波应用的有效和高效性的一般解释,在具体应用中常常出现无法解释的现象。不过也有人认为微波热效应源于电场所辐射物质的极化作用。当物质具有强极性时这一种热效应会极大地增强,在多相催化过程中通常氧化物载体是含有大量极性基因-OH。如果载体表面的活性相又是强微波吸收偶合介质(强极性分子),则催化剂便会与微波偶合产生热效应。这就为一些催化反应选择微波场条件与否指明了方向。矿石中通常含有多种矿石（包括有用矿物和脉石矿物），当用传统方法加热时，矿石中各种矿物的升温速率基本相同，它们被加热的温度也大致相同，在矿物之间不会产生明显的温度差，如果在加热过程中没有晶型转变、相变或化学反应发生，则矿石的显微结构通常不会因加热而发生明显的变化。当用微波加热时，情况则不大相同，因而矿石中的不同矿物被微波加热到不同温度。由于微波能够加热大多数有用矿物，而不加热脉石矿物，因而在有用矿物和脉石矿物之间会形成明显的局部温差，从而使它们之间产生热应力，当这种热应力大到一定程度时，就会在矿物之间的界面上产生裂缝。裂缝的产生可以有效地促进有用矿物的单体解离和增加有用矿物的有效反应面积，对于加快冶金反应速率具有重要的实际意义。用扫描电子显微镜（SEM）对各种金属氧化矿和硫化矿的应力断裂研究表明，矿石的显微组织在微波辐射前后明显不同，经过微波辐射以后，可以观察到矿石发生了热应力断裂。双酸酸浸还原法与单酸酸浸法相比较工艺简单、反应温度低、铁的浸出率高、缩短了酸浸单元操作时间，不仅能够充分利用废渣，更有利于利用废渣制备铁系产品。本发明采用微波技术进行诱导反应，大大提高了硫酸铁矿制酸废渣的利用率，减少了环境的破坏，降低了生产成本。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。实施例1一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法，包括如下步骤：（1）将45wt%的硫酸溶液与35wt%的盐酸溶液混合均匀，硫酸溶液与盐酸溶液的体积比为1：2，利用搅拌器进行搅拌，转速为100转/分钟，得到酸浸液；（2）将步骤（1）得到的酸浸液在搅拌过程中加入硫酸铁矿制酸废渣粉末，搅拌为顺时针搅拌，搅拌速率为200转/分钟，硫酸铁矿制酸废渣粉末为200目，控制温度在120℃下，反应2小时，趁热过滤，得到滤液；（3）将步骤（2）得到的滤液加入微波诱导还原反应釜，并向反应釜内加入硫精矿，硫铁矿的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的5wt%，温度控制在100℃，反应5小时，过滤得到滤液；（4）将步骤（3）得到的滤液加入微波诱导聚合反应釜，向其中加入绿钒，完全溶解后再氯酸钠，氯酸钠的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的4wt%，开启搅拌，反应2小时，得到聚合硫酸铁。实施例2一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法，包括如下步骤：（1）将49wt%的硫酸溶液与37wt%的盐酸溶液混合均匀，硫酸溶液与盐酸溶液的体积比为1：2，利用搅拌器进行搅拌，转速为107转/分钟，得到酸浸液；（2）将步骤（1）得到的酸浸液在搅拌过程中加入硫酸铁矿制酸废渣粉末，搅拌为顺时针搅拌，搅拌速率为300转/分钟，硫酸铁矿制酸废渣粉末为300目，控制温度在124℃下，反应3小时，趁热过滤，得到滤液；（3）将步骤（2）得到的滤液加入微波诱导还原反应釜，并向反应釜内加入硫精矿，硫铁矿的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的6wt%，温度控制在105℃，反应7小时，过滤得到滤液；（4）将步骤（3）得到的滤液加入微波诱导聚合反应釜，向其中加入绿钒，完全溶解后再氯酸钠，氯酸钠的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的5wt%，开启搅拌，反应3小时，得到聚合硫酸铁。实施例3一种硫酸铁矿制酸废渣的利用方法，包括如下步骤：（1）将45-49wt%的硫酸溶液与36wt%的盐酸溶液混合均匀，硫酸溶液与盐酸溶液的体积比为1：2，利用搅拌器进行搅拌，转速为105转/分钟，得到酸浸液；（2）将步骤（1）得到的酸浸液在搅拌过程中加入硫酸铁矿制酸废渣粉末，搅拌为顺时针搅拌，搅拌速率为250转/分钟，硫酸铁矿制酸废渣粉末为260目，控制温度在122℃下，反应2.5小时，趁热过滤，得到滤液；（3）将步骤（2）得到的滤液加入微波诱导还原反应釜，并向反应釜内加入硫精矿，硫铁矿的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的5.5wt%，温度控制在104℃，反应6小时，过滤得到滤液；（4）将步骤（3）得到的滤液加入微波诱导聚合反应釜，向其中加入绿钒，完全溶解后再氯酸钠，氯酸钠的加入量为硫酸铁矿制酸废渣粉末的4.5wt%，开启搅拌，反应2.5小时，得到聚合硫酸铁。实施例1-3得到的产品性能以及成本如下表：项目密度PH沉淀成本元/t实施例11.592.790.07204实施例21.572.770.05205实施例31.792.490.04203所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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