硫铁矿渣的处理及应用

53.0 6.69 0.60
46.49 10.12 0.36
54.26 4.55 3.35
56.87 6.51 3.48
MgO 0.28 0.21 0.59 0.19 1.54 0.80
SiO2 Al2O3 S P As Cu Pb Zn
35.88 3.85 1.8 0. 0.00 0.0 0.06 0.05 3 02 3 08 9
工业固体废物
硫铁矿渣
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Contents
1
硫铁矿渣概述
2
硫铁矿渣的危害
3
硫铁矿渣的回收利用
4 硫铁矿渣在环Biblioteka Baidu治理中的应用
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1 硫铁矿渣概述
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硫铁矿渣定义
2
硫铁矿渣的成分结构
3
硫铁矿渣的分类
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1.1 硫铁矿渣定义
• 硫铁矿渣是生产硫酸时焙烧硫铁矿产生的废渣。作为硫酸生产大 国，我国每年排放的数千万吨硫铁矿渣，约占化工废渣总量的1/3，是 一种重要的化学化工产业中间产物。硫铁矿烧渣化学成分主要是 Fe2O3和SiO2，还有S、Mn、Cu、Ca、Al、Pb等元素。 • 产地不同，硫铁矿渣成分也不尽相同，同产地硫铁矿渣其炉渣和 炉灰的成分也有区别。
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其危害的主要表现为：
• (3)污染土壤：烧渣长期露天堆放，致使其中的有害成分经风化、 雨淋、地表径流的腐蚀后极容易渗入土壤，经过长期过量积累，不仅 会杀死土壤中的微生物，而且会使土壤盐碱化、中毒，危害农作物的 生长。 • (4)污染水体：烧渣经细菌作用氧化成为水溶性硫酸盐而污染水体 ，使水质酸化、富营养化，影响水系的生态平衡。 • (5)污染大气：由于烧渣中废物本身的蒸发、升华及发生化学变化 而释放有害气体，以及废物中细粒、粉末随风扬散，导致大气污染。
0.15 0.4
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表2 炉灰与炉渣化学成分的区别（%）
成分 全铁 Ca Al 炉灰 58.38 3.0 1.0 炉渣 58.03 10.0 1.0
Mg Mn Cu Pb Zn Si Co S
0.5 0.5 0.32 0.026 1.46 0.30 0.01 1.48 0.5 0.5 0.33 0.028 1.04 0.30 0.01 1.66
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2 硫铁矿渣的危害
• 我国是硫酸生产大国，自然硫和其他形态硫储量不多，硫酸生 产原料以硫铁矿为主，以硫铁矿为原料的生产方式占75%，但这种方 式在世界上只占21%。我国多数大中型硫酸厂使用含硫30-35%的硫精 矿。我国硫酸生产行业每年约产生7x106t硫铁矿烧渣，占整个化工废 渣的1/3。目前大都采用堆填处理，不仅大量占用土地，减少了耕地， 同时工厂还得支付土地征用费、运费、填埋费等，增加了硫酸的生产 成本。而且由于风化雨淋，烧渣中有害成分进入大气、土壤、水体， 严重污染了环境。对环境造成了很大的污染。
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1.3 硫铁矿渣的分类
• 1）根据产出地不同，分为尘和渣。每生产1t硫酸约排出0.5t酸渣，从 炉气净化收集的粉尘约0.3-0.4t，大部分酸厂已将尘与渣混在一起。（见表 2）
• 2）按颜色分为红渣、棕渣、黑渣。当渣中以Fe2O3（即赤铁矿）为主 时为红渣，当渣中以Fe3O4（即磁铁矿）为主时为黑渣；棕渣介于红渣和 黑渣之间。
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其危害的主要表现为：
• (1)烧渣的堆存占用了大量耕地：由于硫铁矿烧渣颗粒细，松散，堆 放占地面积大。据查一个年产酸3万吨以上的硫酸厂，需要堆渣场2030亩。 • (2)烧渣的堆存造成了资源的浪费:烧渣中含有多种有用元素，是一 种宝贵的二次资源，由于资金技术的限制，烧渣中有用组分没有得到 回收利用，相当于将资源白白浪费。
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硫铁矿
高品质硫铁矿
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硫铁矿渣
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1.2 硫铁矿渣的成分结构
表1 硫铁矿渣的化学成分（%）
产地 云南磷肥厂 郴州化工厂 苏州硫酸厂 武汉硫酸厂 泸州磷肥厂 诸暨磷肥厂
Fe2O3 38.36
FeO CaO 12.43 1.76
57.10 3.87 0.45
贫乏来看，研究硫铁矿烧渣的综合利用在我国具有重要的意义。
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3.1 炼铁及回收有色金属
3.1.1 直接用于炼铁
矿渣在炼铁厂烧结机中掺烧后炼铁，要求含铁量大于48%，含硫量小于1% ，而且只掺铁矿石的10%左右，且硫、磷、和二氧化硅含量越低越好 。这时掺入量对烧结块的质量和产量都没有不利影响，反而能降低烧 结成本，过多掺入会降低产品强度和成品率。此法对含铁量较高的矿 渣是一种有效处理方法，但处理矿渣量有限。
• 3）渣的颜色变化，反映了磁铁矿的含量，可以按磁性率（FeO/TFe） 将渣分类。磁性率高，说明烧渣的氧化程度高，磁铁矿含量高。
• 4）按有用组分含量，可分为贫渣、铁渣、有色—铁渣。贫渣铁品位较 低，无综合利用价值；铁渣中铁含量较高，有色金属及其他有价金属含量 低；有色—铁渣中综合回收的成分较多，如铁、铜、金、银、钴等均具有 回收价值。
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3.1 炼铁及回收有色金属
3.1.2 经选矿后炼铁
13.89 1.64 0.8 0. 0.00 0.0 0.01 0.05
0 03 3
23 3
5.63 1.42 0.7 7
0.4 0.07 0.20 66
24.98 17.06 0.3 5
0.04 0.0
6
02
16.27 2.79 1.0 0. 0.21 0.3
0.17
7 06
9
5.75 1.31 1.0 0. 0.96 6 09
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3 硫铁矿渣的回收利用
• 目前，除少量硫铁矿渣被用作水泥辅助熔剂外，绝大部分露天堆放， 占用大面积土地，污染土壤、大气和水源。硫铁矿渣中含有大量铁、极 少量铝、铜等金属，有的还含有金、银、铂等贵金属，用硫铁矿烧渣可 制取铁精矿、铁粉、海绵铁等，还可回收其他金属；对于含铁较低或含 硫较高的硫铁矿烧渣难以直接用来炼铁，可用于生产化工产品，如做净 水剂、颜料、磁性铁的原料。因此，无论从治理环境还是从缓解铁资源