一种硫酸渣的前处理方法

1.本发明属于工业废渣处理技术领域，尤其涉及一种硫酸渣的前处理方法。


背景技术：

2.目前，我国大部分硫酸厂多是以硫铁矿为原料，同时会伴随产生大量的硫酸渣。据不完全统计，每年有超过2000万吨的硫酸渣产生，约占工业固废的三分之一，从而造成数千万吨硫酸渣的堆积导致大量土地资源的浪费，且硫酸渣中的重金属及硫磷化合物也会渗入土壤及水体，从而破坏生态环境。而硫酸渣中还存在丰富的铁资源，同样也是一种有利资源。我国硫酸渣中铁资源含量约为30％-60％，由于硫铁矿的品位差异性较大，导致硫酸渣的成分与性质的差异性较大，而我国的硫酸渣中硅铝含量较高，因此开发经济的前处理方式以提高硫酸渣的铁含量，具有重要的现实意义。
3.针对硫酸渣再利用，目前只有含铁品位较高的硫酸渣才可以，通过加工处理作为炼铁原料。由于经营者专业知识欠缺和销售成本限制，品位低的硫酸渣，只能通过传统的水冲洗，淘选后再销售；或者直接堆放处理不仅占用土地，还造成浪费资源污染环境。其次磁选也可富集低品位硫酸渣中的铁精矿，如专利200510130928.2公开了一种硫酸渣的分选提纯的处理方法，公开了用磁选处理、磁选-摇床，及洗矿-分级-磁选处理等多流程联合处理方法，然而磁选要求硫酸渣中磁性物质较多，而硫酸渣是经过高温处理得到的，多为赤铁矿，磁选效果不理想。
4.通过上述分析，现有技术存在的硫酸渣处理方法，针对铁品位较高的硫酸渣较为有效，针对铁品位较低且赤铁矿含量较高的硫酸渣依旧缺乏有效的富集处理方法，总体资源回收利用率不高。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种硫酸渣的前处理方法。
6.本发明是这样实现的，一种硫酸渣的前处理方法，所述硫酸渣的前处理方法利用熔融氢氧化物熔炼硫酸渣除去硫酸渣中氧化物；包括：在较低温度下利用熔融态的氢氧化物对硫酸渣进行水热处理；通过水洗超声过滤除去生成的可溶性盐，从而去除硫酸渣的部分杂质，实现铁含量的富集。
7.进一步，所述水热处理之前需要：
8.将氢氧化钠与氢氧化钾按1:1.345的质量比混合，研磨后置于反应釜底部；
9.称取一定量的硫酸渣，其中硫酸渣与混合碱的质量比1:1-10:1，随后置于混合碱的上部。
10.进一步，将5.1g的氢氧化钠与6.86g的氢氧化钾研磨至均匀置于反应釜底部。
11.进一步，取12g的硫酸渣置于混合碱的上部。
12.进一步，所述水热处理之后需要：
13.升温在180-200℃，在适合的温度下反应1-10h；反应结束后，在釜内加入一定量的
水，其中水与混合碱的质量比1:1-8:1。
14.进一步，在180℃下，反应3h。
15.进一步，所述水洗超声过滤超声处理0.5-10小时后，过滤，并用水洗至溶液呈中性。
16.进一步，超声处理1小时后，过滤，并用水洗至溶液呈中性。
17.进一步，所述氧化物包含氧化硅、氧化锌和氧化铝。
18.进一步，所述可溶性盐包含硅酸盐、锌酸盐、硫酸盐和铝酸盐。
19.结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
20.本发明利用熔融氢氧化物的低熔点，在较低的温度下实现硫酸渣中硅、铝、锌、硫等氧化物的有效去除，大大实现了硫酸渣中铁的富集。
21.本发明的有益效果在于：(1)所处理后的硫酸渣具有硅、铝、锌、硫等氧化物含量极低的特征；(2)且所处理后的硫酸渣其全铁含量》60％。
22.本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：本发明的技术方案转化后可以解决对铁品位较低且赤铁矿含量较高的硫酸渣的中铁品位的富集，弥补现存技术中对品质较低的硫酸渣难以资源化利用的问题。该方案一经转化不仅能解决目前硫酸渣堆放造成的环境问题，还能将低品质硫酸渣转化为高品质硫酸渣从而可以资源化用于炼钢的矿源，具有极高的应用前景和商业价值。
23.本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：本发明的技术方案填补国内外低品质硫酸渣无法直接资源化利用技术空白，能有效降低硫酸渣中硅、铝、硫及重金属锌的含量，实现硫酸渣的中铁品位的富集。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的硫酸渣的前处理方法流程图；
25.图2是本发明实施例提供的处理前后的硫酸渣的x射线衍射(xrd)谱图。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
28.如图1所示，本发明实施例提供的硫酸渣的前处理方法包括以下步骤：
29.s101：将氢氧化钠与氢氧化钾按1:1.345的质量比混合，研磨至均匀后置于反应釜底部；
30.s102：称取一定量的硫酸渣，其中硫酸渣与混合碱的质量比控制在1:1-10:1之间，随后置于混合碱的上部；
31.s103：升温在180-200℃，在适合的温度下反应1-10h；反应结束后，在釜内加入一定量的水，其中水与混合碱的质量比控制在1:1-8:1之间；
32.s104：超声处理0.5-10小时后，过滤，并用水洗至溶液呈中性。
33.本发明实施例提供的硫酸渣的前处理方法利用熔融氢氧化物熔炼硫酸渣来快速除去硫酸渣中氧化硅、氧化铝等氧化物的前处理方法，包括：(1)首先在较低温度下利用熔融态的氢氧化物对硫酸渣进行水热处理。(2)随后通过水洗超声过滤来除去生成的可溶性硅酸盐、锌酸盐、硫酸盐和铝酸盐等。
34.为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
35.实施例1
36.本发明实施例的硫酸渣的前处理方法包括以下步骤：
37.(1)将5.1g的氢氧化钠与6.86g的氢氧化钾研磨至均匀置于反应釜底部；
38.(2)取12g的硫酸渣置于混合碱的上部。在180℃下，反应3h；
39.(3)随后超声处理1小时后，过滤，并用水洗至溶液呈中性。
40.实施例2
41.本发明实施例的硫酸渣的前处理方法包括以下步骤：
42.(1)将51kg的氢氧化钠与68.6kg的氢氧化钾研磨至均匀置于反应釜底部；
43.(2)取120kg的硫酸渣置于混合碱的上部。在200℃下，反应10h；
44.(3)随后超声处理3小时后，过滤，并用水洗至溶液呈中性。
45.本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
46.如图2所示，将实施例1处理的硫酸渣与处理前相比，处理后的硫酸渣的x射线衍射(xrd)谱图仅能看到铁氧化物的峰。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。