DOC《有色冶炼中铁矾渣的资源化利用》

有色冶炼中铁矾渣的资源化利用 秦树辰 王海北 苏立峰 北京矿冶研究总院 摘要:本文分析了铁矾渣物相组成,对铁矾渣综合利用方法进行了阐述,分析了高温焙烧分解、酸法浸出、碱法浸出工艺的特点、铁矾渣处理新思路以及工业化应用情况.

建议根据各种废弃渣的特性,有效利用其所含成分,与铁矾渣进行协同处理,有利于实现无害化、资源化、减量化处置铁矾渣等其他废弃渣. 关键词:铁矾渣 综合利用 无害化 资源化 协同处理 Comprehensive treatment and utilization of jarosite of nonferrous metallurgy Qin shuchen Wang Haibei Su Lifeng Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy Abstract: in this article,the composition and phase of jarosite was analyzed, the comprehensive utilization of jarosite was analyzes and summarizes,and the characteristic of the high temperature roasting decomposition、acid leaching、alkaline leaching、new idea of treating with jarosite and industrial application was introduced. The researcher pointed that coprocessing jarosite with other industrial waste slag is conducive to process jarosite and other slag in harmless、reclamation and reducing quantity method. Key words: Jarosite Comprehensive utilization Harmless Reclamation Coprocessing 1.前言 铁矾渣是湿法炼锌厂除铁过程中产出的固体废弃渣,通常含有铁、铅、锌和铜等有价金属,也会夹杂有铟、银等高附加值金属,具有一定经济回收价值.铁矾渣在一定的酸性条件下能够稳定存在,但当环境PH升高或受热时,会发生分解或者水解,溶出重金属离子,造成土壤和水体污染.因此,铁矾渣不易长期堆放,应及时进行处理合理利用,否则会造成资源浪费,而且也会给周边环境带来污染隐患. 铁矾渣一般含有铁25-30%,铜0.2-0.8%,铅0.5-10%,锌5-12%,有些含有镓、锗、铟和银等稀散贵金属,其物相主要是六方晶系的铵铁矾、黄钾铁矾或铅锌铁矾等混合铁矾、Fe3O

4、铁酸锌(ZnFe2O4)和ZnSO4.经分析可知[1],铟主要存在于铁矾中,是铁矾法沉铁过程中以类质同象的形式替代铁离子,占据铁矾晶格形成铟铁矾.银元素也会以类质同象赋存于铁帆中,绝大多数为铁矾所包裹[2-3].铁矾类物质受热晶格会被破坏,在不同温度段会有发生失重,逐步脱水,脱氨分解,分解形成不同的晶体物质,利用此性质,通常采用热分解或者还原热分解处理铁矾渣[4-5]. 2.铁矾渣综合利用现状 综合处理铁矾渣是提取其有价金属,无害固化处理无价物质,有火法和湿法两大类工艺方法,火法主要是高温焙烧分解处理;

湿法主要有:酸浸分解、碱浸分解. 2.1火法工艺 火法处理主要是高温焙烧分解法,是指先在高温下焙烧破坏铁钒晶体结构,使其分解,再利用碳热还原成金属,挥发后再氧化成氧化物进行收集.温度一般为1100~1300℃,配入焦粉或碎煤形成还原性气氛.铁、硅进入渣中进行选矿分离送炼铁系统,铅、锌和铜等金属富集与烟尘中回收利用. 2.1焙烧-磁选法 曹晓恩等人提出直接还原-磁选-反浮选工艺,指出在碱度为2.5,配碳比为1.4,温度为1300℃还原30min金属化率达到98.47%,铅、锌挥发率分别达到86.25%和98.54%,渣在磁场强度为159.2 KA/m磁选后,铁精矿Ⅰ品位为46.66%,铁回收率达到79.79% ,经反浮选后得到品位60.30%的铁精矿Ⅱ,此工艺体现出工艺简单,生产效率高,分离效果好的优点[6]. 路殿坤等人[7]进行了焙烧-磁选工艺研究,研究指出在900℃还原焙烧后进行磁选,磁选精矿铁品位为58.99-58.72%,含硫2.5-3%,但磁选精矿中锌含量均比尾矿高约1%,不能作为原料返回高炉冶炼. 2.2氯化焙烧法 也有学者提出氯化挥发处理铁矾渣,氯化焙烧是指在一定条件下,借助氯化剂的作用,使物料中的某些组分转变为气相或凝聚相的氯化物,利用金属氯化物低沸点、高挥发性特点,以使有价金属和其它组分分离富集. 1998年F.泰勒卡和D.J.弗雷利用氯气和聚乙烯氯化物残渣对黄钾铁矾进行氯化回收金属,将黄钾铁矾或者将其与锌的铁酸盐混合之后在450-600℃下预热,然后热水浸出,滤渣在空气中用纯氯气进行直接氯化处理或者用聚乙烯氯化物残渣燃烧产生的HCl进行间接氯化处理,直接氯化处理能够使得锌挥发率达到90%以上,50%以上的铁转化成赤铁矿[8]. 2.2湿法工艺 2.2.1碱浸分解法 由于碱溶液在常温常压下能够有效分解铁矾,陈永明等人提出NaOH分解含铟铁矾渣新工艺,指出铁矾渣经NaOH溶液浸出分解后形成Na2SO4浸出液和含In和Zn的浸出渣,含In和Zn的浸出渣经盐酸选择浸出后用TBP萃取In和Zn,所得渣经磁选富集后可以作为炼铁原料.研究表明:在m(NaOH):m(铁矾渣)=0.3814: