本發(fā)明公開一種含硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法，屬于固體廢物的資源化利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國是硫酸生產(chǎn)大國，硫酸產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的1/6，隨著國民經(jīng)濟(jì)以高出世界平均值的速度增長，以及農(nóng)業(yè)對(duì)磷復(fù)肥需求量的不斷增加，硫酸生產(chǎn)量還將繼續(xù)增長，我國硫鐵礦資源相對(duì)比較豐富，因此長期以來一直以硫鐵礦為生產(chǎn)硫酸的主要原料，但隨著硫酸用量的增加，我國每年大約需要進(jìn)口8億t硫鐵礦，并且在燃燒爐內(nèi)的生產(chǎn)過程都是放熱的化學(xué)反應(yīng)，而余熱回收利用較低，沒有獲得突破性進(jìn)展，已經(jīng)成為這一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低下的主要原因，在硫鐵礦用量巨大和余熱利用不足的情況下，使得硫鐵礦制酸的成本增高。

鈦白粉生產(chǎn)過程消耗大量的硫酸和鈦鐵礦（feo·tio2），但其最終產(chǎn)品中既不含硫、也不含鐵，硫和鐵最終都轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵廢渣，。排出產(chǎn)量為鈦白粉自身產(chǎn)量的3.5倍左右，主要成分一種是七水硫酸亞鐵(feso4·7h2o)，另一種是壓濾的殘?jiān)Q為廢硫酸亞鐵，feso4·7h2o廢渣的綜合處理已成為我國硫酸法鈦白粉重要部分。在煉鋼工業(yè)中，產(chǎn)生硫酸鐵廢渣，這些廢渣除少量用于水泥生產(chǎn)作添加劑外，其余大部分都當(dāng)做廢物棄之荒野或排入江河。目前對(duì)于硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣多用于石灰乳中和處理，若對(duì)硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣處理不當(dāng)或不進(jìn)行利用，既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。

硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的成分中有硫元素，可利用廢硫酸亞鐵與硫鐵礦摻燒制取硫酸，硫酸亞鐵和硫酸鐵能在高溫下分解生成鐵的氧化物、so2、so3，在此工藝中，既能對(duì)硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣進(jìn)行有效處理，又能有效利用廢渣中的硫元素，在制酸工藝中增加硫酸的產(chǎn)量，緩解我國目前硫鐵礦資源使用較大的情況，為硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的綜合處理提供一種新工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種處理硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的方法，硫鐵礦燃燒產(chǎn)生大量熱能用于硫酸亞鐵和硫酸鐵的分解；可達(dá)到有效利用熱能、對(duì)廢渣進(jìn)行資源化處理、回收硫元素以提高硫酸產(chǎn)量、提高尾渣中高品位鐵含量的效果。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種硫酸亞鐵和硫酸鐵的廢渣處理方法，具體步驟如下：

（1）將含硫酸鐵和/或硫酸亞鐵的廢渣做離心脫水處理、烘干處理；

（2）將含硫酸鐵和/或硫酸亞鐵的廢渣與硫鐵礦混合均勻，對(duì)混合物料做破碎處理后備用。

（3）將混合物料通入燃燒爐進(jìn)行高溫燃燒，產(chǎn)生含高溫的二氧化硫煙氣和鐵渣。

（4）將高溫二氧化硫煙氣回收余熱對(duì)步驟（1）的廢渣做烘干處理，在將二氧化硫煙氣通入制酸裝置，將鐵渣回收制備高品位鐵精粉。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1）采用雙級(jí)推料離心機(jī)進(jìn)行脫水，脫水處理后廢渣含水量為10%以下；烘干處理的溫度為200~300℃，烘干時(shí)間為10~20s。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2）中廢渣與硫鐵礦的混合質(zhì)量比為1:5~1:20；破碎后混合物料的粒徑小于10mm。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（3）中燃燒爐中的燃燒溫度為800~900℃，燃燒時(shí)間為8~15s，爐底壓力為10~10.5kpa。

本發(fā)明所述方法中：原料混合裝置為立式螺桿混合機(jī)、行星運(yùn)動(dòng)式螺桿混合機(jī)、回轉(zhuǎn)圓筒式混合機(jī)、v型混合器；破碎設(shè)備為顎式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、復(fù)合式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、單段破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)；烘干設(shè)備及方式為回轉(zhuǎn)烘干機(jī)、轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)、場地堆置；燃燒設(shè)備為沸騰爐、焙燒爐、窯爐。

在本發(fā)明所述硫鐵礦為硫精砂、白鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦，其質(zhì)量含量為，w(s):20-40%，w(鐵):30-45%，含硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合廢渣為硫鐵礦制酸工藝中摻燒的廢渣，硫酸亞鐵渣來源于鈦白廠，硫酸鐵渣來源于煉鋼廠。

本發(fā)明的反應(yīng)原理為：硫酸亞鐵和硫酸鐵在高溫下分解為鐵的氧化物、so2、so3，反應(yīng)過程為：

硫酸亞鐵：2feso4+o2→fe2o3+so2+so3

硫酸鐵：fe2(so4)3+o2→fe2o3+so2+so3

硫鐵礦(fes2)+硫酸亞鐵:2feso4+fes2+2o2=fe3o4+4so2

3fes2+8o2=fe3o4+6so2

本發(fā)明的有益效果

（1）硫鐵礦燃燒過程中產(chǎn)生的熱能，一部分用于分解硫酸（亞）鐵廢渣，另一部分回收用于廢渣的烘干處理，有效利用了廢熱。

（2）對(duì)硫酸（亞）鐵廢渣進(jìn)行有效處理，解決了石灰乳中和處理造成的資源浪費(fèi)和處理成本高的問題。

（3）回收硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣中的硫元素，提高硫酸產(chǎn)量，減少了制酸工藝中硫鐵礦原礦的使用量，起到節(jié)約資源的效果。

（4）燃燒過程中，對(duì)硫鐵礦和廢渣中的鐵元素有精煉作用，提高尾渣中鐵精粉的品位，增加了鐵的回收率。

附圖說明

圖1本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施例

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

一種硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法具體為：

（1）采用雙級(jí)推料離心機(jī)將所述廢渣進(jìn)行離心脫除游離水，脫水處理后廢渣含水量為10%以下；回收燃燒爐內(nèi)余熱進(jìn)行烘干處理，烘干處理的溫度為200℃，烘干時(shí)間為10s。

（2）將步驟（1）中脫水烘干后的廢渣與硫鐵礦按質(zhì)量比為1:20的比例進(jìn)行均勻混合。

（3）將步驟（2）的混合物料進(jìn)行破碎處理，破碎后混合物料的粒徑小于10mm。

（4）將步驟（3）中的破碎物料送入燃燒爐進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒爐中的燃燒溫度為800℃，燃燒時(shí)間為8s，爐底壓力為10kpa。

（5）對(duì)步驟（4）中燃燒爐使用熱管余熱回收器回收余熱對(duì)步驟（1）中的廢渣做烘干處理，二氧化硫煙氣通過轉(zhuǎn)化吸收工序進(jìn)行制酸，鐵渣通過磁選回收高品位鐵精粉。

通過本實(shí)施例所述的硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法，在處理混合廢渣的同時(shí)，可生產(chǎn)硫酸0.35噸/噸硫酸（亞）鐵廢渣，并且有效利用了燃燒爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臒崮?；廢渣中硫的燒出率達(dá)92%，燒渣殘硫?yàn)?%，燒渣中的鐵含量為60%，通過磁選可獲得高品位鐵精粉。

實(shí)施例2：

一種硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法具體為：

（1）采用雙級(jí)推料離心機(jī)將所述廢渣進(jìn)行離心脫除游離水，脫水處理后廢渣含水量為10%以下；回收燃燒爐內(nèi)余熱進(jìn)行烘干處理，烘干處理的溫度為300℃，烘干時(shí)間為20s。

（2）將步驟（1）中脫水烘干后的廢渣與硫鐵礦按質(zhì)量比為1:5的比例進(jìn)行均勻混合。

（3）將步驟（2）的混合物料進(jìn)行破碎處理，破碎后混合物料的粒徑小于10mm。

（4）將步驟（3）中的破碎物料送入燃燒爐進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒爐中的燃燒溫度為900℃，燃燒時(shí)間為15s，爐底壓力為10.5kpa。

（5）對(duì)步驟（4）中燃燒爐使用熱管余熱回收器回收余熱對(duì)步驟（1）中的廢渣做烘干處理，二氧化硫煙氣通過轉(zhuǎn)化吸收工序進(jìn)行制酸，鐵渣通過浮選回收高品位鐵精粉。

通過本實(shí)施例所述的硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法，在處理混合廢渣的同時(shí)，可生產(chǎn)硫酸0.29噸/噸硫酸（亞）鐵廢渣，并且有效利用了燃燒爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臒崮?。廢渣中硫的燒出率達(dá)85%，燒渣殘硫?yàn)?%，燒渣中的鐵含量為65.5%，通過浮選可獲得高品位鐵精粉。

實(shí)施例3：

一種硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法具體為：

（1）采用雙級(jí)推料離心機(jī)將所述廢渣進(jìn)行離心脫除游離水，脫水處理后廢渣含水量為10%以下；回收燃燒爐內(nèi)余熱進(jìn)行烘干處理，烘干處理的溫度為250℃，烘干時(shí)間為16s。

（2）將步驟（1）中脫水烘干后的廢渣與硫鐵礦按質(zhì)量比為1:10的比例進(jìn)行均勻混合。

（3）將步驟（2）的混合物料進(jìn)行破碎處理，破碎后混合物料的粒徑小于10mm。

（4）將步驟（3）中的破碎物料送入燃燒爐進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒爐中的燃燒溫度為860℃，燃燒時(shí)間為12s，爐底壓力為10.5kpa。

（5）對(duì)步驟（4）中燃燒爐使用熱管余熱回收器回收余熱對(duì)步驟（1）中的廢渣做烘干處理，二氧化硫煙氣通過轉(zhuǎn)化吸收工序進(jìn)行制酸，鐵渣通過磁選回收高品位鐵精粉。

通過本實(shí)施例所述的硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法，在處理混合廢渣的同時(shí)，可生產(chǎn)硫酸0.33噸/噸硫酸（亞）鐵廢渣，并且有效利用了燃燒爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臒崮堋U渣中硫的燒出率達(dá)90%，燒渣殘硫?yàn)?.9%，燒渣中的鐵含量為63%，通過磁選可獲得高品位鐵精粉。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種含硫酸亞鐵和硫酸鐵廢渣的處理方法，具體涉及一種固體廢物的資源化利用方法。先將含硫酸鐵和/或硫酸亞鐵的廢渣做離心脫水處理后進(jìn)行烘干處理；將烘干后的廢渣與硫鐵礦混合均勻，對(duì)混合物料做破碎處理；將混合物料通入燃燒爐進(jìn)行高溫燃燒，產(chǎn)生高溫含二氧化硫的煙氣和鐵渣；將高溫含二氧化硫煙氣回收余熱對(duì)廢渣做烘干處理，在將二氧化硫煙氣通入制酸裝置，將鐵渣回收制備高品位鐵精粉。本發(fā)明方法有效解決了傳統(tǒng)石灰乳中和處理方法中存在資源浪費(fèi)和處理費(fèi)用高的缺點(diǎn)，將硫酸（亞）鐵廢渣摻入硫鐵礦制酸工藝中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硫酸（亞）鐵廢渣的資源化處理，回收廢渣中的硫元素提高了硫酸產(chǎn)量，有效利用了燃燒爐內(nèi)的余熱，混合原料燃燒過程提高了尾渣中鐵精粉的品位。

技術(shù)研發(fā)人員：胡學(xué)偉;張開;田森林;李英杰;黃建洪

受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2018.10.22

技術(shù)公布日：2019.04.05