一种从铁矾渣中回收铁的方法

本发明涉及湿法冶金，尤其涉及一种从铁矾渣中回收铁的方法。

背景技术：

1、目前国内湿法炼锌主要采用黄钾铁矾法浸出，包括中性浸出、高温高酸浸出、预中和、沉矾等工序以及各工序的固液分离。铁矾渣主要来自沉矾沉铁过程产生的残渣。

2、大量堆存的铁矾渣不经处理直接堆存，不仅会占用大量的土地资源，还会给生态环境带来严重危害。为解决铁钒渣堆存带来的环境问题，2016年修订通过的《国家危险废物清单》将铁矾渣定为危险废物，2017年修订的《危险废物经营许可证管理办法》也对铁矾渣的处理处置进行了严格的规定，要尽可能的减少铁矾渣对环境造成的污染。铁矾渣仅在酸性(ph值约为)条件下才具有一定的稳定性，受热或改变ph值很容易分解释放出pb，zn，as，cu，ag，等重金属和有毒元素，其不能被生物降解。在人体内富集会破坏人体机能，引起中毒，对土壤的污染也具有不可逆转性。

3、湿法炼锌工艺中锌焙砂中作为中和剂中和沉矾产生的游离酸。不可避免的使锌焙砂中未溶解的zn残留在铁矾渣中，造成锌金属的损失。目前铁钒渣一般通过先浸出、再沉积的方式进行无害化处理和资源化利用。cn105039712a中通过向铁矾渣中加入大量的还原剂、疏水剂和漂浮剂后，通过固液分离得到氧化铁和硫酸钙，该过程会产生大量废水，带来新的环境问题。cn109852803b中利用稀硫酸溶液配制矿浆，再采用高温转化(160-250℃)液固分离得到转化渣和转化液。有价金属以离子形式存在于转化液中，后续还需进一步处理才能得到相应的铁产品。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种以铁含量较丰富的铁矾渣为原料，提取其中的铁元素的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种从铁矾渣中回收铁的方法，其具体步骤为：

3、(1)在室温条件25℃下，按照一定比例加入水和feso4·7h2o粉末，配制feso4溶液；

4、(2)将feso4溶液分成等体积的两份，分别置于电解槽的阴极室和阳极室中；

5、(3)将一定量过筛后的铁矾渣粉末置于上述电解槽的阳极室中(铁矾渣在阳极室中浸出，fe在阴极室中沉积)；

6、(4)调节阳极室和阴极室的ph值，通电后，控制电流密度，恒定电流电解一定时间后，铁片在阴极生长。

7、进一步的，电解槽用双层耐酸碱滤布隔膜隔成阴极室和阳极室。

8、进一步的，将铁矾渣原料破碎成粉末，破碎后的粉末在60℃恒温箱中烘24h，再研磨至过100目筛。

9、进一步的，feso4溶液的浓度为0.75-1.25mol/l，优选1.0mol/l。

10、进一步的，过筛后的铁矾渣粉末与feso4溶液的比例为50-80g/l,优选60-70g/l。

11、进一步的，调节阳极室和阴极室的ph值为1.5-2.5，优选2.0。

12、进一步的，电流密度为20-40ma/cm2，优选30-40ma/cm2；电解时间为6小时以上，优选8-12小时。

13、进一步的，阴阳极分别采用不锈钢板和dsa镀钌钛板。

14、与现有技术相比，本发明具有以下效益：

15、(1)本发明从铁矾渣中提取了铁元素并制备成用处广泛的电解铁，实现了铁矾渣的资源化利用。

16、(2)本发明只需在矿浆中加入价格低廉的feso4·7h2o，然后进行电解即可得到高纯度的电解铁，电解液可多次循环利用，同时，cd、pb和as等重金属在电解液中富集。且上述流程方便简单，环保安全。

17、(3)本发明能充分的挖掘铁矾渣的利用价值，并在一定程度上富集铁矾渣中的重金属，具有可观的经济效益和环境效益。

技术特征：

1.一种从铁矾渣中回收铁的方法，其特征在于，其具体步骤为：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电解槽用双层耐酸碱滤布隔膜隔成阴极室和阳极室。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将铁矾渣原料破碎成粉末，破碎后的粉末在60℃恒温箱中烘24h，再研磨至过100目筛。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，feso4溶液的浓度为0.75-1.25 mol/l，优选1.0 mol/l。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，过筛后的铁矾渣粉末与feso4溶液的比例为50-80g/l，优选60-70 g/l。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节阳极室和阴极室的ph值为1.5-2.5，优选2.0。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电流密度为20-40 ma/cm2，优选30-40ma/cm2。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电解时间为6小时以上，优选8-12小时。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，阴阳极分别采用不锈钢板和dsa镀钌钛板。

技术总结
本发明公开了一种从铁矾渣中回收铁的方法，本发明在电解液中加入的FeSO<subgt;4</subgt;∙7H<subgt;2</subgt;O促进铁矾渣中铁的浸出，加入的H<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;可以稳定电解体系pH在1.5‑3的范围，避免Fe<supgt;3+</supgt;发生沉淀，帮助Fe<supgt;3+</supgt;在阴极沉积。本发明采用矿浆电解法回收铁钒渣中的铁，其回收率最高达87%；得到的阴极铁单质纯度高达99.81%；电解液Fe<supgt;3+</supgt;浓度较高可进行循环利用；浸出渣经水洗后进行无害化处置，解决了现有技术中从铁矾渣中回收铁的方法存在工艺复杂、耗时长和能耗高的技术问题。

技术研发人员：陈梦君,王蓉,黄荣,周松山,舒建成,曾祥菲,黄银,艾克华
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1