一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法与流程

本发明属于铜冶炼产生的固废资源综合回收利用，具体涉及一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法。

背景技术：

1、铜冶炼选矿尾渣是铜火法冶炼工艺的一种主要的固体废弃物。据统计，生产每吨铜会产生0.6-0.7吨铜冶炼选矿尾渣。绝大多数铜冶炼渣仍采用堆积方式处理，利用率低，铜冶炼选矿尾渣是火法铜冶炼吹炼除铁过程中铁、硅在高温下互相熔融而成的氧化物共熔体，渣中主要组成元素为铁、硅，含有微量的铜、铅、锌等，其中含铁量可达到30％～50％。由于铁、硅氧化物传统的选矿工艺很难实现铁硅高效分离，难获得合格的铁精矿后利用。

2、目前，制备硫酸亚铁的方法主要有钛白粉副产法：用硫酸分解钛铁矿，制备钛白粉时，会生成副产物硫酸亚铁和硫酸铁，将硫酸铁还原成硫酸亚铁，再冷却结晶即得。中国专利cn107640790a公开了一种钛白副产物制备高纯度硫酸亚铁晶体的方法，该方法通过加入磷酸和絮凝剂，调节溶液微酸性进行水解，再加入表面活性剂，调节溶液为碱性进行沉淀，最后加入铁粉后浓缩、结晶、干燥得到硫酸亚铁晶体。该方法通过水解-沉淀-结晶“三步除杂”，可以将钛白副产物回收再利用，节约资源，但是钛白主要是用钛铁矿生产得到的，即使除杂后仍会含有钴、镍、锌、铜、铅、镉等金属杂质。

3、还有一种方法是将铁粉、铁屑或铁皮加入硫酸溶液中，直接反应生成硫酸亚铁，得到的硫酸亚铁溶液再经过冷却、结晶、烘干后得到硫酸亚铁。中国专利cn101891260a公开了一种硫酸亚铁溶液的制备方法，该方法在纯二氧化氯发生器中，将铁粉加入硫酸浓度为15-40％的反应母液中反应，得到硫酸亚铁溶液。该方法简单易操作，综合利用二氧化氯发生器产生的反应母液，降低了自来水的生产成本，但是该方法需要特定的反应装置，能耗较大，且析晶需要12-24h，花费时间较长。

4、铜冶炼选矿尾渣为原料制备硫酸亚铁如选用上述两种硫酸亚铁制备方法，尾渣中的铁元素浸出率低，耗费时间长，成本高。因此，铜冶炼选矿尾渣为特定原料，迫切需要一种铁浸出率高、稳定性高的硫酸亚铁的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于提供一种铜冶炼选矿尾渣为特定原料的一种硫酸亚铁的制备方法，以解决提高尾渣中的铁元素浸出率，缩短时耗的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，包括以下步骤：

4、s1、混合反应：铜冶炼选矿尾渣调成矿浆后浓硫酸同时进入混合反应装置中进行化学反应，同时添加催化剂促进尾渣矿浆与浓硫酸充分反应，制得含硫酸亚铁的中间物料浓硫酸与矿浆的放热反应产生的蒸汽进行冷却收集处理；

5、s2、硫酸亚铁浸出：向步骤s1获得的含硫酸亚铁中间物料加入1-3倍的水和结晶母液，进行搅拌浸出0.5h-2h，过滤去除固体杂质、过滤进行固液分离脱水制得含硫酸亚铁溶液，结晶母液中三价铁用还原剂还原成二加铁后循环利用；

6、s3、净化除杂提纯：将步骤s2得到含硫酸亚铁溶液用蒸汽加热至温度60℃-70℃后添加硫化剂硫化沉淀杂质、过滤分离固体硫化渣，硫化渣返回铜冶炼主系统回收金属及硫，滤液为含硫酸亚铁溶液，进入冷却结晶工序；

7、s4、冷却结晶：将步骤s3获得的硫酸亚铁溶液进行冷却至15℃析晶、离心过滤进行固液分离，制得固体为精制硫酸亚铁，95-97％以上量结晶母液返回硫酸亚铁浸出步骤，3-5％以的结晶母液开路去铜冶炼废酸废水处理系统，作为铁盐法污水处理工序中充分利用。

8、进一步地，步骤s1中，所述铜冶炼选矿尾渣矿浆浓度为50％，催化剂为edta，添加量为矿浆的0.1％wt，搅拌后矿浆与98％浓硫酸比例1:1wt。

9、更进一步地，步骤s1中，浓硫酸与矿浆的放热温度为180-220℃。

10、进一步地，步骤s2中，还原剂为铁粉，其添加量为所述步骤s1产出含硫酸亚铁中间物料的3-5％wt，还原时间为1h-2h。

11、更进一步地，过滤去除固体杂质选用压滤方法，压滤滤布透气率为50-70l/㎡·s。

12、进一步地，步骤s3中，硫化剂为硫氢化钠或硫化钠。

13、更进一步地，步骤s3中，硫化剂添加量为硫氢化钠所述步骤s1产出中间物料的1-1.5％wt或硫化钠所述步骤s1产出中间物料的1.6-2.4％wt，所述硫氢化钠有效含量为≥70％，所述硫氢化钠有效含量为≥60％。

14、进一步地，步骤s4中，冷却至15℃析晶，析晶时间为1h-4h。

15、更进一步地，离心过滤目数为100-150目。

16、一种所述铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法在在污水处理、工业用水处理净水剂，制铁盐、颜料、媒染剂、防腐剂、消毒剂等一般工业、化学试剂、饲料添加剂、锂电池材料磷酸铁/磷酸铁锂的铁源材料中的用途。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明采用以选矿尾渣为处置对象，调成矿浆后和浓硫酸同时进入混合反应装置内进行化学反应产出含硫酸亚铁中间物料，采用清水和结晶母液浸出中间物料中的铁盐，将浸铁后的溶液进行过滤去除固体杂质、过滤渣用于铜冶炼熔炼工序石英石代替品，滤液中的三价铁用铁还原后循环回用、采用加热溶解、冷却结晶方法硫酸亚铁溶液进行净化除杂提纯，将硫酸亚铁溶液中杂质元素采用硫化法沉淀杂质、过滤分离，过滤渣返回铜冶炼主系统，实现有价金属回收；净化除杂后的含铁溶液通冷却结晶制得硫酸亚铁产品，可用于污水处理、工业用水处理净水剂，制铁盐、颜料、媒染剂、防腐剂、消毒剂等一般工业、化学试剂及饲料添加剂、锂电池材料磷酸铁/磷酸铁锂的铁源材料。

技术特征：

1.一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：步骤s1中，所述铜冶炼选矿尾渣矿浆浓度为50％，催化剂为edta，添加量为矿浆的0.1％wt，搅拌后矿浆与98％浓硫酸比例1:1wt。

3.根据权利要求2所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：步骤s1中，浓硫酸与矿浆的放热温度为180-220℃。

4.根据权利要求1所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：步骤s2中，还原剂为铁粉，其添加量为所述步骤s1产出含硫酸亚铁中间物料的3-5％wt。

5.根据权利要求4所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：压滤滤布透气率为50-70l/㎡·s。

6.根据权利要求1所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：步骤s3中，硫化剂为硫氢化钠或硫化钠。

7.根据权利要求6所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：步骤s3中，硫化剂添加量为硫氢化钠所述步骤s1产出中间物料的1-1.5％wt或硫化钠所述步骤s1产出中间物料的1.6-2.4％wt，所述硫氢化钠有效含量为≥70％，所述硫氢化钠有效含量为≥60％。

8.根据权利要求1所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：步骤s4中，冷却至15℃析晶，析晶时间为1h-4h。

9.根据权利要求8所述的一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，其特征在于：离心过滤目数为100-150目。

10.如权利要求1所述的一种所述铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法的应用，其特征在于：用于在污水处理、工业用水处理净水剂，制铁盐、颜料、媒染剂、防腐剂、消毒剂等一般工业、化学试剂、饲料添加剂、锂电池材料磷酸铁/磷酸铁锂的铁源材料。

技术总结
本发明涉及一种铜冶炼选矿尾渣制备硫酸亚铁的方法，以选矿尾渣为处置对象，调成矿浆后和浓硫酸同时进入混合反应装置中进行化学反应，采用清水和结晶母液浸出焙沙中的铁盐，将浸铁后的矿浆进行过滤去除固体杂质、过滤渣用于铜冶炼熔炼工序石英石代替品，滤液中的三价铁用铁还原后循环回用、蒸汽加热保持溶液温度，采用硫化法沉淀杂质、过滤分离，过滤渣返回铜冶炼主系统，实现有价金属回收；净化除杂后的含铁溶液通冷却结晶制得硫酸亚铁产品，可用于污水处理、工业用水处理净水剂、锂电池材料磷酸铁/磷酸铁锂的铁源材料等。

技术研发人员：周安梁,饶剑,田文金,刘星,白音巴图,李明冬,张健,姬怀玉,于鲲,王起超,李星龙,曹辉
受保护的技术使用者：吉林紫金铜业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14