強化酸浸法回收硫酸燒渣中鐵的研究.pdf

1、硫酸燒渣作為一種工業(yè)尾渣，因其含有微量的有毒重金屬，對環(huán)境有潛在的危害，同時它也含有以氧化鐵為主的大量可回收利用的資源。
　　 本文結(jié)合近年來國內(nèi)外硫酸燒渣綜合利用研究進展，借鑒含氧化鐵尾渣中鐵的提取經(jīng)驗，以環(huán)境保護和資源回用為出發(fā)點，提出了硫酸燒渣中鐵的回收利用的新方法-強化還原酸浸，旨在為硫酸燒渣的處理利用提供新的有效途徑。
　　 本文以湖南某冶煉廠的含硫金精礦硫酸化焙燒后的酸浸尾渣為原料，通過XRD、SEM-EDS

2、、ICP等測試手段對該尾渣的物理、化學特性進行分析測試，發(fā)現(xiàn)原料中TFe含量為40.25％，且在TFe中Fe3+含量占到98%以上，系典型的難處理物料，直接浸取難度較大。試驗部分主要研究自制新型硫化物助溶劑應(yīng)用于硫酸燒渣酸浸提鐵工藝的技術(shù)條件和浸出動力學，同時進行了強化酸溶后低含硫尾渣中的硫磺提取的參數(shù)選擇。
　　 新型助溶劑強化還原酸浸試驗采用硫酸溶液浸出法，分別設(shè)計常壓、加壓反應(yīng)下的條件試驗與正交試驗，考察了助溶劑(由50%

3、 ZnS、25% Na2S、20% MnS、4% CaS、0.5%Na2S2O3·5H2O、0.5%C3H3N3S3組成的混合物)用量、硫酸用量、始酸濃度、液固比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、攪拌速度等因素對浸出效果的影響。結(jié)果表明(1)在常壓酸浸工藝下，當助劑/渣(g/g)0.69，硫酸過剩系數(shù)1.4，起始液固比=2:1，攪拌速度1300r/min，95℃下反應(yīng)2h時，鐵的浸取率為89.2%，助劑中鋅的浸出率為89.2%。四個主要因素對浸出效

4、果影響的顯著順序為：助劑用量>時間>硫酸用量>溫度。經(jīng)SEM和XRD測試發(fā)現(xiàn)，酸浸后燒渣形貌明顯改變，粒徑變小，反應(yīng)有斜方硫生成。(2)在加壓酸浸工藝下，當助溶劑過剩系數(shù)1.1，硫酸過剩系數(shù)1.4，始酸濃度3.5mol/L，反應(yīng)溫度95℃，攪拌速度800r/min，反應(yīng)時間3h，鐵的浸取率達99.4%，助溶劑有效利用率達98.9%。各因素對反應(yīng)效果影響的顯著性順序依次為：硫酸用量>時間>助溶劑用量>溫度。
　　 通過研究硫酸燒渣

5、的還原浸出動力學與溫度、硫酸濃度、助溶劑用量、時間的關(guān)系，得出以下結(jié)論\1)浸出過程符合受固膜擴散控制的收縮核反應(yīng)，反應(yīng)模型為1-2/3(X)-(1-X)2/3=92.8e(-4078.8/T)t，浸出速率公式為dX/dt=139.2e(-4078.8/T)/1-(1-X)(-1/3)。(2)浸出反應(yīng)對硫酸的表觀反應(yīng)級數(shù)n=1.2485，對助溶劑的表觀反應(yīng)級數(shù)n=0.3021。(3)經(jīng)SEM-EDS分析得出燒渣中的SiO2與硫磺是阻礙固