硫酸渣综合利用技术简介
硫酸渣综合回收利用研究及生产实践
回收率( % ) 试验批次 Fe S
试验条件
产品 产率 品位( % ) 名称 ( % ) Fe S
76. 09 72. 69
精尾矿分隔 螺一精 72. 32 54. 29 0. 79
70. 32 56. 46 29. 68 43. 54
2002 9 21H
挡块角度 60! 螺二精 61. 98 58. 99 给矿浓度: 总尾矿 38. 02 38. 5
将硫酸渣在室内作了磁选试验和磁选管试验, 试验结果见表 1、表 2, 粒度筛析结果见表 3。从表 3 可看 出, 在 硫 酸 渣中 有 39. 29% 的铁 金 属 分 布 在 - 0. 038mm 粒级产品中, 由于这些微细颗粒在磁选 分选过程中产生 磁团聚 而夹带杂质, 造成硫酸渣 精矿铁品位偏低。试验结果表明硫酸渣的磁选可选 性较差, 主要表现在精矿品位低且铁金属回收率低。 2 2 利用磁选流程回收硫酸渣工业试验
0. 64 0. 85
100 100
6. 74% 硫酸渣 100 51. 2 0. 72
74. 17 62. 35 69. 39 48. 22 30. 61 51. 78
100 100
2002 9 18I
精尾矿分隔 螺一精 72. 56 51. 81 挡块角度 90! 螺二精 62. 4 57. 65
0. 59
10. 12
螺一尾 100 46 0. 547 /
螺一尾磁精 34. 47 58. 21 0. 575 /
2002 10 28L
螺一尾磁尾 65. 53 42. 02
0. 76
10. 12
螺一尾 100 47. 6 0. 696 /
回收率( % ) Fe S
31. 36 18. 38 68. 64 81. 62
《硫酸渣的综合利用》课件
硫酸渣的未处理排放会对土壤、水域和空气造成损害。
硫酸渣的处理方法
1
填埋处理
将硫酸渣掩埋在土壤中，用于减少对环境的影响。
2
堆肥处理
通过将硫酸渣与有机废料混合，加速其降解过程，制成有机肥料。
3
渗滤液处理
将硫酸渣浸泡在水中，分离出渗滤液，然后进行进一步处理。
硫酸渣的综合利用
硫酸渣的价值
结论
硫酸渣的综合利用是推 进可持续发展的重要途 径
通过合理利用硫酸渣资源， 可以实现经济效益和环境效 益的双赢。
开展硫酸渣资源化利用 具有重大的经济和环境 意义
通过创新技术和有效管理， 可以实现硫酸渣的高值化利 用。
硫酸渣的应用前景广阔
随着技术进步和市场需求的 增长，硫酸渣的应用前景将 持续扩大。
《硫酸渣的综合利用》 PPT课件
硫酸渣是工业过程中产生的副产物，其综合利用可推动可持续发展。本课件 将介绍硫酸渣的概述、处理方法、综合利用、应用案例及未来展望。
硫酸渣的概述
什么是硫酸渣？
硫酸渣是工业生产中生成的含硫固体废弃物。
硫酸渣的组成和特性
硫酸渣主要由含硫溶剂及固体残渣组成，具有酸性和粘稠性。
硫酸渣还广泛应用于水处理、矿 产提取、能源生产等其他领域。
硫酸渣的未来展望
1 硫酸渣应用的发展趋势
随着环保意识的提高，硫酸渣的综合利用将得到进一步发展。
2 硫酸渣的环境友好型利用
通过采用环境友好的处理技术，最大限度地减少硫酸渣对环境的影响。3来自硫酸渣利用在可持续发展中的作用
硫酸渣的综合利用是推进可持续发展的重要途径之一。
硫酸渣中含有多种有用物质， 可以回收和再利用。
硫酸渣的应用领域
齐华矿业硫酸渣综合利用项目实践总结
齐华矿业硫酸渣综合利用项目实践总结陶立群唐竹胜马敬喜张俊刚（辽宁博联特冶金科技有限公司）摘要辽宁博联特冶金科技有限公司承担设计和建设齐华矿业公司的硫酸渣综合处理（熔融还原铁）项目。
该项目总投资约1.8亿元，每年可处理40万吨硫酸渣（一期20万吨）。
整套工艺流程采用“煤基BLT-短流程直接还原生产金属化球团和热装热送到BLT-电煤熔分炉，二步熔融还原法的非高炉炼铁新工艺技术”，以硫酸渣为原料，年产10万吨半钢铁水。
目前该项目已顺利建成投产，设备运行稳定，各项技术指标良好。
本文将从工艺、能耗等角度对该项目进行分析总结。
关键词：硫酸渣 BLT（博联特公司缩写）综合利用直接还原熔分熔融还原热装热送前言据统计，我国目前生产硫酸的厂家有400余家，年生产硫酸7200万吨，其中33%是利用黄铁矿生产的，每年产生的硫酸渣达1900万吨至2340万吨，加上历年堆存，需要处理的硫酸渣多大上亿吨。
在发达国家，硫酸渣的利用率接近100%，而我国仅为10%-30%。
未经利用的硫酸渣作为废弃物堆放,不仅长期占用土地,浪费了含铁物料资源，而且还对环境造成严重污染，严重影响了农业生产，同时也极大地危害人类健康。
因此，提高硫酸渣的利用率不仅可以消除对环境的破坏，还可以为钢铁企业提供廉价的原料，摆脱铁矿大量进口的不利局面。
我国自50年代开始利用硫酸渣，提出了一些方法如：氯化焙烧、磁化焙烧-磁选等方法，但用于工业生产的仅限于水泥厂添加剂、制备铁系颜料、或少量加入铁精矿生产烧结球团等途径。
国家在“十二五”规划中提到将工业固体废物综合利用率提高到72％；主要再生资源回收利用率提高到70％，并鼓励发展非高炉炼铁技术。
辽宁博联特公司经多年探索，研发出一整套以硫酸渣为原料生产低碳铁水的非高炉炼铁的技术，此套技术已应用于内蒙古齐华矿业硫酸渣综合利用项目并已经投产，并且设备运行稳定，生产状况良好，各项指标已达到或超过预期。
一．使用“直接还原+熔分技术”综合利用硫酸渣的优势随着钢铁行业的高速发展，钢铁企业对铁矿石质量和数量日益增长，但由于我国铁矿资源并不富裕，高品位铁矿石大多需要进口截止2012年底，我国粗钢产量已达7.16亿吨，其中绝大部分来自高炉-转炉流程，虽然高炉工艺日益成熟，但由于高炉法对铁矿石品位要求高，对冶金焦有很强依赖性，加之我国富矿贫乏、焦煤资源日益紧张，因此原料成为制约我国钢铁行业发展的重要因素。
硫酸烧渣的综合利
《完》 谢谢！
硫酸烧渣的综合利用
硫酸烧渣的综合利用
对策、 问题—对策、发展
1. 存在的问题： 存在的问题： 我国硫酸烧渣的综合利用并不理想，还没有形成在技术上、经济 上完全适合我国国情的处理方法。归结起来主要有以下几方面的问题。 (1) 烧渣质量差 ，(2) 烧渣选矿难 ，(3) 投资大、成本高，为了达到利 用要求，往往设计工艺复杂，投资高、成本大，而收益又小，致使很 多企业难以自发的去处理利用烧渣。国家缺少政策扶持与物质激励， 国民环保意识不强。 2. 对策 (1) 对硫铁矿实行选矿：我国硫铁矿烧渣治理的根本出路在于提 高硫铁矿品位，实行精料政策。(2) 提高烧渣质量：由于硫铁矿烧渣 燃烧时氧化还原气氛不同，产生的烧渣有红渣和黑渣之分，红渣主要 成份为赤铁矿，黑渣主要成份为磁铁矿，黑渣磁性好，更易选别利用。 而我国大部分烧渣为红色渣或棕色渣。所以国家应鼓励提倡建立化工、 冶金、环保综合体系，要求产生的废渣能就地利用或分选，促使制酸 厂改进生产工艺，产生高质量的烧渣，使烧渣以磁性渣为主，提高铁 品位，有利于烧渣的分选利用。 (3) 寻求新的选矿工艺：由于我国硫 铁矿烧渣质量差，难以用磁选、重选、浮选等传统选矿方法直接进行 分选，所以很多烧渣的选矿要先经过焙烧以后，才能进行选别。焙烧 操作复杂，不易控制，而且成本较高，不适合我国国情。我们应努力 试验新的选矿工艺，以满足处理我国日益增多的黄铁矿烧渣的需要。
硫酸烧渣的综合利用
生产铁盐系列净水剂
硫酸烧渣可通过不同的工业流程来制备 聚合氯化铁铝、聚合硫酸铁、氯化硫酸铁、 高效聚硅酸铁、聚合硅酸铝铁、聚合磷硫 酸铁、聚磷氯化铁、聚合硫酸铝铁、聚合 氯化硫酸铝铁、 硅钙复合型聚氯化铝铁等 净水剂。
硫酸烧渣的综合利可以增加收入， 又利于资源综合利用及环境保护。美国伯利恒钢厂的硫酸 化焙烧—水浸—烧结法等都既可生产炼铁原料又可从浸出 液中回收Ni、Co、Cu等贵金属。 1.铜的回收 1.铜的回收 制硫酸亚铁后的硫酸浸出液中含铜1.03g/L，采用溶 剂萃取法从中回收铜无疑是比较简捷和经济的。 2. 金、银的提取 硫酸烧渣经硫酸浸出铁后，残渣中的金银富集了2.5 倍以上，用石灰调浆后，可用工业上常用的全泥氰化和锌 粉置换工艺从中提取金银。
废硫酸的回收再利用
废硫酸的回收再利用废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。
处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。
处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。
1.1 浓缩法该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。
这类方法应用较广泛，技术较成熟。
在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。
1.1.1 高温浓缩法化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。
该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。
该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。
日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。
加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。
该工艺适应能力很强，可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。
1.1.2 低温浓缩法高温浓缩法的缺点在于：硫酸的强腐蚀性和酸雾对和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。
因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。
WCG法的原理和工艺如下：将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。
硫酸渣工艺技术
硫酸渣工艺技术
硫酸渣是由硫酸制造过程中产生的一种废弃物，含有一定的硫酸盐和残留的硫酸。
对于硫酸渣的处理，通常会采用渣处理工艺技术，以将其转化为有用的产品或实现资源化利用。
硫酸渣处理工艺技术最常用的方法是酸浸法。
该方法将硫酸渣与稀硫酸进行反应，将其溶解，生成硫酸溶液和沉淀物。
硫酸溶液可以进一步回收，用于制造硫酸，而沉淀物则可以通过固液分离进行分类和处理。
固液分离是硫酸渣处理中非常重要的一步。
通过重力沉淀、过滤、离心等方法，将沉淀物与溶液分离开来。
分离后的沉淀物主要是硫酸盐和其他杂质，可以进行进一步处理。
其中一种处理方法是进行热处理。
将沉淀物加热至高温，使其中的有机物和水分蒸发，生成无机固体物质。
这些无机固体物质可以用于建筑材料、陶瓷和玻璃工业等领域。
另一种处理方法是进行化学处理。
通过与其他化学物质反应，改变沉淀物的性质，使其具有一定的应用价值。
例如，可以将硫酸盐转化为硫酸盐肥料，用于农业生产。
为了提高硫酸渣的资源化利用率，还可以采取一些先进的技术。
例如，可以利用化学和生物技术手段，将硫酸渣中的重金属和有害物质进行提取和分离，以减少对环境的影响。
此外，还可以通过研发新的工艺技术，实现硫酸渣的高效利用。
总之，硫酸渣处理工艺技术是将硫酸渣转化为有用产品或实现资源化利用的重要手段。
通过酸浸法、固液分离、热处理、化学处理以及先进技术的应用，可以将硫酸渣转化为硫酸溶液、建筑材料、肥料等有用的产品，同时减少对环境的影响，实现资源的循环利用，提高资源利用效率。
硫酸渣的综合利用
健康危害
长期接触或吸入硫酸渣粉 尘会对人体呼吸系统、皮 肤等造成损害，甚至引发 职业病。
资源浪费
硫酸渣中含有一定量的有 价金属元素，如果不加以 回收利用，会造成资源浪 费。
02
硫酸渣的处理技术
中和法
中和沉淀法
通过向硫酸渣中加入碱性物质（如石灰、氢氧化钠等），使酸性物质中和并生 成难溶性的盐类沉淀下来，从而达到处理的目的。
生态恢复
对硫酸渣堆放场地进行生态恢复，种植植被、改善土壤等，提高 场地生态环境质量。
资源化利用
研究硫酸渣中有价元素的提取和回收利用技术，推动硫酸渣的资 源化利用。
加强监管
加强对硫酸渣产生、运输、处置等环节的监管力度，确保各项环 保措施得到有效落实。
05
硫酸渣综合利用的挑战与前 景
技术挑战
硫酸渣成分复杂
硫酸渣中含有多种金属和非金属元素，其成分复杂多变，给综合 利用带来技术上的困难。
处理技术不成熟
目前针对硫酸渣的处理技术还不够成熟，需要进一步研发和改进。
环保要求严格
硫酸渣处理过程中可能产生废气、废水和固废等污染物，需要满足 严格的环保要求。
经济挑战
处理成本高
硫酸渣的处理和综合利用需要投入大量的人力、物力和财力，处 理成本较高。
硫酸渣的来源
01
02
03
金属冶炼
在有色金属冶炼过程中， 如铅、锌、铜等金属的冶 炼，会产生大量的硫酸渣。
化工生产
硫酸作为重要的化工原料， 在化肥、农药、合成纤维 等生产过程中会产生硫酸 渣。
其他来源
电镀、电子废弃物处理等 行业也会产生含有硫酸渣 的废弃物。
硫酸渣的危害
环境危害
硫酸渣中的酸性物质和重 金属元素会对土壤和水体 造成污染，破坏生态环境。
废硫酸的回收再利用
废硫酸的回收再利用废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。
处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。
处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。
1.1 浓缩法该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。
这类方法应用较广泛，技术较成熟。
在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。
1.1.1 高温浓缩法淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。
该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。
该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。
日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。
加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。
该工艺适应能力很强，可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。
1.1.2 低温浓缩法高温浓缩法的缺点在于：硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。
因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。
WCG法的原理和工艺如下：将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。
【2019年整理】4硫酸渣的综合利用
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4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 3FeS 2 8O2 Fe2O3 6SO2
4.1.2 硫酸渣的分类
1 根据焙烧工艺不同（氧化程度不同），可分为 三类：
1）过氧化硫酸渣；2）正常硫酸渣：3）欠氧化 硫酸渣
2 根据含铁品位的高低，分为贫渣和富渣； 3 根据硫酸渣中金属元素的种类，可分为单一铁
渣和多金属渣 4 根据硫酸渣中硫含量，可分为高硫渣和低硫渣 5 根据硫酸渣的外观颜色，可分为黑渣和红渣 6 根据硫酸渣的酸碱度，可分为酸性渣和碱性渣
4.2硫酸渣的特征
硫酸渣的选矿工艺和选矿效果取决于硫酸渣 的物化特性，因此对硫酸渣物性的研究非常 重要。
4.2.1硫酸渣的基本特征
硫酸渣是焙烧产物，属于人造矿物。与天然铁矿石 相比，硫酸渣的最大特点是它的非晶形。
Hebei United University School of Metallurgy and Energy
冶金资源综合利用
冶金与能源学院 刘 晓
四、硫酸渣的综合利用
4.1硫酸渣的利用概况 4.1.1硫酸渣的来源
我国硫铁矿资源极其丰富，而硫铁矿是 生产硫酸的主要原料。在制取硫酸的过程中， 首先在沸腾炉内高温焙烧硫铁矿，焙烧产物 二氧化硫制取硫酸，而焙烧产物就是硫酸渣。 硫铁矿焙烧反应为：
1）氯化挥发法（高温氯化焙烧法）
4.3.1国外硫酸渣的综合利用状况
2）氯化焙烧法（选择性氯化）
4.3.1国外硫酸渣的综合利用状况
况
4）氯气浸出法
4.3.1国外硫酸渣的综合利用状况
5）回转窑生铁－水泥法
4.3.1国外硫酸渣的综合利用状况
6）磁化焙烧法
国内硫酸渣利用方法综评：
1）硫酸渣直接利用的方法，如作建筑材料、作水泥矿化剂 等，适于处理含铁品位低于35%的硫酸渣，直接掺烧用于 炼铁的工艺一般要求硫酸渣的含铁品位大于55%。我国大 部分硫酸渣的含铁品位在35~55%之间，需要经过处理后 才能直接用于炼铁生产。 2）氯化挥发法、氯化焙烧法要求硫酸渣含铁品位高，含较 多的有色金属，不适合我国硫酸渣的基本情况，难以直接 应用。 3）硫酸渣制取无机颜料、净水剂等化工产品的方法一般工 艺简单、易于实现工业生产，取得了较好效果。但是该方 法一般不能有效回收硫酸渣中的有色金属，浸出渣仍然需 要处理；同时生产规模较小，不能彻底解决硫酸渣的处理 问题。 4）选矿类方法一般效果较差，很难提高铁的品位。在选矿 类方法中，只有磁化焙烧－磁选法能有效提高硫酸渣的含 铁品位。
废硫酸及含硫酸废水的处理和利用方法肥料,实用技术
废硫酸及含硫酸废水的处理和利用方法肥料,实用技术硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。
在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。
这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。
近年来许多国家已经制定了严格的排放标准，与此同时，先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。
废硫酸和硫酸废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。
根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。
1废硫酸的回收再用废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。
处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。
处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。
1.1浓缩法该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。
这类方法应用较广泛，技术较成熟。
在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。
1.1.1高温浓缩法淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。
该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。
该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。
日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。
加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。
硫酸渣综合利用
硫铁矿
烟气
沸腾炉氧化焙烧
净化
干燥
转化
吸收
硫酸
硫酸渣（烧渣 ）
尘渣
图8-1 硫酸生产工艺流程
硫酸渣的排放量与所用原料的品位有关。硫铁矿含硫量越 ，硫酸 渣排放量越低。当硫铁矿含硫25～35%时，生产每吨硫酸约产生0.7～1 吨硫酸渣。全国每年硫酸渣总排量为700万吨。
表8-1 硫铁矿烧渣的化学组成，%
反应生成乙烯 程中排出的浅灰色细粒沉淀物。
生产1t聚氯乙烯要排出电石渣2t多。
10~50um粒径 者占65~80%
表8-9 电石渣的组成，%
组成
CaO
MgO
Al2O3
Fe2O3
SiO2 烧失量
含量
65～69 0.22～ 1.32
1.5～ 3.5
0.2～ 0.8
3.5～ 23～26 5.0
电石渣主要是水与消石灰的混合物
水
氯气 钾盐
化灰池 氯化 复分解 除氯 压滤 蒸发 结晶
固体物 氯酸钾 粉碎
脱水 干燥
图8-28 利用电石渣代替石灰生产氯酸钾工艺流程
6Ca(OH)2 + 2KCl⎯⎯→Ca(ClO3)2 + 5CaCl2+6H2O
Ca(ClO3)2 + 2KCl ⎯⎯→2KClO3 + CaCl2
0.65 31.69 0.46 0.05
47～63 0.03～0.08 0.01～1.20 0.08～1.86 0.05～0.10
0～1.20 2.00～27.90 1.20～3.40
3.10～12.40
8.1.2 硫酸渣中有价金属的回收
硫酸渣、NaCl
硫酸工业固体废物的处理及资源化技术
硫酸工业固体废物的处理及资源化技术一、硫酸工业固体废物的来源及危害硫铁矿渣是硫铁矿在沸腾炉中经高温焙烧产生的废物。
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。
根据不同角度，可以将硫铁矿渣进行不同的分类。
（1）根据产出地不同，分为尘和渣。
每生产1吨硫酸约排出0.5吨酸渣，从炉气净化收集的粉尘为0.3~0.4吨，大部分酸厂已将尘与渣混在一起。
（2）按颜色分为红渣、棕渣、黑渣。
当渣中以Fe2O3（赤铁矿）为主时为红渣，当渣中以Fe3O4（磁铁矿）为主时为黑渣；棕渣介于红渣和黑渣之间。
（3）渣的颜色变化反映了磁铁矿的含量，可以按磁性率将渣分类。
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，可以分为贫渣、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。
目前，除少量硫铁矿渣被用作水泥助熔剂外，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及少量铝、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渣难以直接用来炼铁，可用于生产化工产品，如作净水剂、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。
二、硫酸工业固体废物的处理1.炼铁及回收有色金属（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。
（2）经选矿后炼铁。
较早的方法是采用沸腾炉进行还原焙烧成磁性渣（Fe3O4），然后经过磁选除去脉石获得高品位的铁精矿，其中含铁量大于或等于58.5%，其他有害元素均符合高炉冶炼要求，此法简便有效，但设备投资较大，能耗较高。
硫酸的危险废物处理技术
硫酸的危险废物处理技术在工业生产和实验室使用中，硫酸是一种常见的化学物质。
硫酸可以用于金属清洗、废水处理和腐蚀试剂等多种应用。
然而，硫酸在使用过程中会产生大量的废物，这些废物对人类健康和环境安全构成威胁。
因此，进行硫酸的危险废物处理至关重要。
一、废硫酸的性质和分类废硫酸可以分为两类：稀硫酸和浓硫酸废物。
稀硫酸废物通常来自于实验室等小规模使用，其中硫酸的浓度相对较低。
浓硫酸废物则主要来自于工业生产过程，浓度相对较高。
二、稀硫酸废物的处理技术对于小规模的稀硫酸废物，处理技术相对简单。
一种常见的处理方法是稀硫酸中和。
这需要在安全设施下进行，避免任何化学反应产生的有害气体泄漏。
中和过程中，可以逐渐添加碱性物质（如氢氧化钠）至稀硫酸中，将其中和为中性溶液。
这样可以降低硫酸的腐蚀性，方便后续的液体处理。
三、浓硫酸废物的处理技术与稀硫酸废物相比，浓硫酸废物的处理更具挑战性。
由于硫酸浓度较高，处理时需要采取更加严谨的安全措施。
1. 硫酸稀释法硫酸稀释法是处理浓硫酸废物的一种常见方法。
该方法涉及到向废酸中逐渐加入水，将其稀释为一定浓度后处理。
关键在于控制稀释速率，防止因过快稀释导致剧烈反应。
这要求处理过程严格控制温度和加水速度，减少安全风险。
2. 垃圾填埋法另一种处理浓硫酸废物的方法是使用垃圾填埋法。
这种方法将废酸与其他固体废物混合填埋，利用地下环境的压力和微生物的作用逐渐分解废酸。
但需注意，填埋场需要具备特定的环境条件，以确保废酸的安全处理和不对环境造成污染。
3. 硫酸电解法硫酸电解法是一种创新的处理浓硫酸废物的技术。
该方法利用电解设备将废酸分解为硫酸和氧气，从而达到废酸处理和资源利用的目的。
然而，该技术尚处于试验阶段，需进一步研究和发展。
四、废硫酸的再利用在处理硫酸废物时，可以考虑将其转化为可再利用的产物。
一种常见的方法是将废酸中所含的金属离子沉淀出来，然后进行回收利用。
此外，废硫酸还可以通过适当处理转化为其他有用的化学品，实现资源的循环利用。
硫酸渣的资源化
硫酸生产副产物
在硫酸生产过程中，除了 主要产品硫酸外，还会产 生一些副产物，如石膏、 铁矾土等。
硫酸渣的性质
物理性质
硫酸渣通常呈灰黑色或深 灰色，具有块状、粉状等 多种形态，密度较大，不 溶于水。
化学性质
硫酸渣主要成分是铁、铝、 硅、钙等元素，其中铁的 含量较高，一般在 20%~60%之间。
06
案例分析
某硫酸厂硫酸渣资源化项目介绍
项目背景
某硫酸厂每年产生大量硫酸渣，对环境造成严重污染。为了解决这 一问题，该厂决定开展硫酸渣资源化项目。
处理方法
采用高温熔融技术，将硫酸渣中的有用成分提取出来，同时熔炼成 新的材料。
处理效果
经过处理，硫酸渣中的有用成分得到了有效提取，同时减少了环境污 染，且熔炼出的新材料质量稳定可靠。
推广策略
通过政府引导、企业合作、科研机构技术支持等途径，推动硫酸渣资源化技术的 研发和应用，降低处理成本，提高市场竞争力。
政策支持与法规完善
政策支持
政府应出台相关政策，对硫酸渣资源 化项目给予税收优惠、资金扶持等支 持，鼓励企业开展硫酸渣资源化利用。
法规完善
完善相关法律法规，明确硫酸渣处理 的责任和义务，加大对违法排放和处 置硫酸渣的惩罚力度，推动硫酸盐行 业绿色发展。
05
硫酸渣资源化的挑战与前景
技术难题与解决方案
技术难题
硫酸渣含有重金属和硫化物等有害物质，难以实现高效、环 保的资源化利用。
解决方案
采用先进的技术手段，如高温熔融、化学转化等，对硫酸渣 进行无害化处理，提取有价值的资源，如铁、硫等。
市场接受度与推广策略
市场接受度
硫酸烧渣资源综合利用
能生产出质量良好的球团矿。但也还存在一些技
术问题，如对烧渣成分有一定限制，目前只适用
处理含硫<2%，砷<0.1%，铜、铅、锌总量小于
2.5%，其中铅含量小于0.2%的烧渣。
利用硫铁矿烧渣生产高品位磁铁矿可以 获取高品位的铁精矿，其它有害元素在原 料中的含量也较低，为炼铁准备了优良的 原料；但磁化焙烧和浮选生产磁铁矿工艺 流程比较复杂，铁回收率偏低，成本比较 高，难以形成产业化。
3．烧渣制备硫酸亚铁
硫铁矿烧渣制取硫酸亚铁的方法为用硫酸酸浸烧
渣。其化学原理如下：
Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
2.硫酸烧渣高温氯化焙烧
高温氯化挥发焙烧是将烧渣与硫化钙混合制粒，
经干燥后在1000℃ 以上的温度下进行焙烧，有色
金属氯化并挥发而与三氧化二铁分离。球团矿作
为炼铁原料，氯化挥发物收集后回收有色金属和
氯化剂。
现在硫酸烧渣高温氯化挥发焙烧所使用的设备主
要是回转窑，利用回转窑高温氯化挥发焙烧杂质
脱除率高，可获得质量良好的球团矿，为炼铁提 供了优良的原料。国外的回转窑焙烧以日本“光 和法”较为成功。日本户畑厂采用该法取得了良 好结果，如表1所示。流程如图1所示。
局面，也减轻了对环境的影响。
由于国内硫铁矿制酸入炉品位不高，造成烧渣不 能直接作为炼铁原料，因此应该加强硫铁矿的选 矿研究，提高硫品位，降低杂质含量。
例如云浮硫铁矿平均含硫品位30%以上，经浮选的
高品位硫铁矿含硫可达48%以上，且有害元素Pb、
Zn、F、As等含量均远低于国家标准；制酸烧渣总 铁含量高达60%～63% ，为硫铁矿烧渣的综合利用 提供了有利条件。
硫酸渣
硫酸渣的特性 (1)硫酸渣的粒度不均，且粒度很细，若直接用烧结 或球团。需要进行预处理。 (2)含硫量比一般的矿石高，主要以硫酸盐形式存在， 约70%以上，在而综合利用时必须要考虑硫含量的 影响。 (3)含铁品位不稳定，一般在30%~55%左右。且还 含有部分Cu，Co，Pb，Zn，Ni。不同硫酸厂的硫 酸渣各种元素含量有较大差异。
硫酸渣分类：
硫酸渣的分类是分别从颜色、含铁量、硫含量 磷含量。 颜色：黑渣是以Fe3O4为主要成分；红渣是以Fe2O3为主 成分；棕渣则是介于两者之间。目前我国许多硫酸厂鼓入 空气过量，致使排出的硫酸渣为红色。
含铁量：富渣是指含铁量高于60%，可以直接或简单处理 可以作为炼铁原料。贫渣，是指含铁量低于40%，其有害 杂质含量很高，如硫和磷。
硫酸渣的利用情况：
硫铁矿除了生产重要的化工原料之外，硫铁矿的烧 渣还可以用于炼铁和提取有色金属，一种值得开发的二次 资源。国外对硫酸渣的利用非常重视，如日本硫酸渣的利 用率为70%~80%，美国的利用率为80%~85%，德国、西 班牙的利用 率几乎为100%。但我国利用不到50%。
工作详情 工作详情
高炉炼铁对原料的要求很高，铁的品位必须高， 金属杂质含量低。那些优质的硫酸渣可以用这样的 处理方法，一般与铁精粉掺烧炼铁或直接高炉炼铁。 优点:不仅可以解决铁矿原料的不足，还可以降低炼 铁成本，还会解决大量硫酸渣的利用 缺点：因为大多数硫酸渣都是含铁低、含硫高、含 二氧化硅高。进入高炉炼铁前必须进行预处理。
(2)电炉还原熔炼法基本原理是利用钴矿物中各元 素与氧结合能力的差异，用火法冶金工艺将分离钴 及其它元素。其流程是将含钴低的物料配入电弧炉 中高温熔化，控制反应温度和氧化气氛，进行鼓风 吹炼造渣。
湿法工艺 (1)加压浸出法，其具有金属回收率高，反应快 等优点。但对设备要求较高。在高压反应釜中， 以硫酸为浸出剂，氯酸钠为氧化剂，反应后进 入氢氧化钙改善滤渣性能，降低杂质铁的浸出 率，从而钴的回收率。
废硫酸再生利用技术
废硫酸再生利用技术摘要：目前，硫酸在化工产业、冶金产业都发挥重要的作用，可以把硫酸作为生产原料之一，生产过程当中硫酸会产生一系列的化学反应，因此也出现了各种硫化物的工业废水，直接进行废水排放，不仅会导致硫酸浪费问题出现，硫酸的使用价值无法得到充分发挥，硫酸使用成本上升，还会对环境造成负面影响。
结合以上内容，本文主要是把废硫酸再生利用技术作为重点来进行分析，积极开展工业废水当中的硫酸回收利用工作，同时节约企业运行成本，为企业创造更高的经济效益，并且给予相关人士一些帮助和借鉴。
关键词：废硫酸；回收利用；技术；工艺引言化工业、冶金业在发展过程当中，需要利用有效的科学技术手段来对工业废水当中的硫酸进行回收利用，避免环境资源破坏问题，同时回收的硫酸还能够在企业生产当中得到有效应用，充分节约了企业的运行成本，提高企业经济效益。
因此需要认识到废硫酸回收技术的重要性，来对目前废硫酸回收利用技术进行详细阐述。
1废硫酸回收的重要性硫酸在工业生产企业当中具有应用价值，作为原材料之一能够发挥自身作用。
现如今大多数企业对硫酸的利用率较低，生产过程当中把硫化物通过废水直接排放到环境当中，不仅硫酸资源得到了浪费，还会对周围生态环境造成负面影响。
因此人们需要对工业废水的成分进行分析，工业企业当中的废水含有大量硫化物和大量工业杂质，因此在废硫酸回收过程当中造成了较大的影响。
工业生产过程当中，氯甲烷能够发挥自身作用，硫酸可以作为氯甲烷气体的干燥剂，经过一段时间之后，硫酸会呈现碳黑色，如果不对干燥后的碳黑色硫酸进行脱色处理，这些硫酸就无法应用到工业生产当中，导致资源浪费问题出现。
2废硫酸的来源2.1钛白粉中的废硫酸在钛白粉生产过程当中需要硫酸作为原材料之一，并且在生产过程当中还产生了大量的废水，内部含有大量的金属盐物质，并且经过相关数据可以得知，生产20%左右的钛白粉，就会产生8t左右的含硫酸废水，因此可以得知钛白粉生产成为我国废硫酸的主要来源。
武汉工程大学科技成果——物理法综合利用硫酸废渣技术
武汉工程大学科技成果——物理法综合利用硫酸废渣技术技术背景以硫铁矿为原料生产硫酸的企业，有大量的废渣产生。
这些废渣的主要成分是氧化铁、氧化硅等物质。
许多企业也希望将这些污染环境的废渣变为原料生产出产品，为企业获得更大的利益。
为此我们认为以硫铁矿为原料生产硫酸的企业，如何“经济获利”实现硫酸废渣的综合利用是实现硫铁并举的关键。
本技术就是在这个思想的指导下开始研究。
经过四年的努力，本课题组开发成功了用物理法、水力分离硫酸废渣获得氧化铁红、磁铁矿、含硅细砂的新方法。
工艺路线为了得到粒径大致一致的氧化铁红颗粒，我们拟定了物理方法-水力分级将大小颗粒进行分离。
在含有氧化铁红颗粒和自来水的垂直放置的容器中，充分搅动系统中物料时，任意时刻颗粒在系统中分布时均匀的，保持系统中水位不变，用虹吸管将料浆虹吸到另一洁净的空容器底部，则任意时刻虹吸出的料浆都会在容器中停留一段固定的时间，直到溢出。
由于重力的作用，大颗粒的氧化铁红将在这一固定时间沉于容器底，而小颗粒的氧化铁红就会随溢流液流出，从而达到分级的目的。
水力分离过程中具体操作将料浆置于容器中，加入自来水浸没料浆，抓住容器的一侧，顺时针或逆时针摇动容器，由于水的冲击力将会将料浆与水充分混合静置片刻后即将上层悬浊液倒入一干净的容器中，然后让悬浊液在容器中静置到池中液体澄清，颗粒完全沉淀为止，倒出容器中清液于容器中，重复以上的操作，一直到容器中水洗的液体变得澄清为止。
分离过程中由于矿渣中其它杂质成分颗粒较大，在重力的作用下首先沉到容器底，而铁红颗粒较小，会在水中悬浮一段时间，随上层液体一起倒入容器中，分离出来。
经济效益固定资产投入：土地1-2000平方米；设备30-100万元（人民币）；土建20-50万元（人民币）流动资金投入：流动资金5-60万元（人民币）。
企业收益：以年处理量10万吨计算1、铁砂（10-20）%×100000吨×200元/吨=（2000000-4000000）元2、铁红（10-30）%×100000吨×500元/吨=（5000000-15000000）元3、硅砂（10-30）%×100000吨×20元/吨=（200000-600000）元社会效益：解决了硫酸渣污染的社会问题。
硫酸厂废渣处理概况
硫磺制硫酸废渣处理
1.化学溶剂法回收硫单质
化学溶剂法回收硫磺是利用可以溶解硫的溶剂从含硫物料中 溶解硫再经提取得到硫磺产品。溶剂种类很多，有无机物和 有机物两类，主要包括二甲苯、煤油、二氯乙烯、三氯乙烯、 四氯乙烯、二硫化碳、硫化铵等。化学溶剂法利用了这些溶 剂在不同温度下对硫单质溶解度的巨大差异。脱硫工艺流程 分为第一次结晶、重结晶、溶剂回收、活Fra bibliotek炭再生 4个工段。
硫铁矿制硫酸废渣处理
硫铁矿制硫酸废渣处理
3.废渣炼铁应用
研究利用开发硫铁矿烧渣, 对降低炼铁成本、缓解铁矿资源 紧张状况、提高矿产资源的综合利用率、保护环境等具有重 要的现实意义。主要体现在硫铁矿烧渣制备高品位磁铁矿、 生产氧化球团、直接还原制备生铁等技术。炼铁工艺对入炉 原料不仅要求其铁含量高于 40% ，而且对有害元素的含量也 有严格要求。
硫磺制硫酸废渣处理
硫磺制硫酸废渣处理
硫磺是当前世界硫酸生产的主要原料，全世界的硫酸产量中， 硫磺制酸约占75%，硫铁矿制酸约占16%(其中一半在中国)。 与硫铁矿制酸相比，硫磺制酸比硫铁矿制酸更经济。最近几 年由于国际硫磺价格降低，国内硫铁矿供应紧张，促使国内 硫磺制酸得到很快发展。于是硫磺制酸的废渣问题将会日趋 严重。
硫酸厂废渣处理
硫铁矿制硫酸废渣处理
硫铁矿制硫酸废渣处理
硫铁矿烧渣俗称烧渣，是生产硫酸时焙烧硫铁矿产生的废渣， 一般为棕红色 ,其组分主要是 Fe 、 SiO2 、CaO 、S等。硫铁矿 烧渣虽为一种工业废弃物，也是一种潜在的资源。
硫铁矿制硫酸废渣处理
一、脱砷处理
我国硫铁矿中的砷含量约为0.1%~0.5%，每生产1吨硫酸至少 要向环境中释放 1kg 的砷。 2010 年我国硫铁矿制酸量为 1512.83万吨，至少向环境释放了1.5万吨砷。同时砷质量分 数过高将严重影响烧渣的应用。
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硫酸渣综合利用技术简介（螺旋溜槽法）
From: 金马选矿设备厂由单一超极限（h/D）螺旋溜槽构成的一粗二精一扫的硫酸渣分选新工艺，工艺流程简单，操作简便，所获产品指标稳定先进，易于实施，不产生二次污染（实现无尾生产）。
自主研制的分选设备——超极限（h/D）螺旋溜槽，突破了距径比不能小于0.45的传统理论极限，采用了0.36的超极限距径比设计，具有操作便利、低耗、高效、运行成本低等明显特性；在增大螺旋槽直径后仍可对微细粒物料进行有效回收，提高了小密度差物料的分选效率。
该工艺技术同时还可用于其它含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离及综合回收等，为综合利用固体废料提供了可靠的资源化处理新技术、新工艺、新设备。
(1)、超极限（h/D）螺旋溜槽设备创新点：
①采用了0.36的超极限距径比设计。
超极限（h/D）螺旋溜槽，突破了距径比不能小于0.45的传统理论极限，采用了0.36的超极限距径比设计。
具有操作便利，低耗、高效等明显优越性；在增大螺旋槽直径后仍可对微细粒物料进行有效回收；提高了小密度差硫酸渣的分选效率。
②增加了横向冲洗水的设计。
采用该设计后提高了单机富集比，从而更适合于处理硫酸渣和其它低品位尾渣的资源化处理。
③采用了1500mm的大直径设计。
单机设计处理能力是传统LL螺旋溜槽最大规格1200mm螺旋溜槽处理能力的2倍。
(2)、硫酸渣分选提纯工艺创新点：
①采用单一超极限（h/D）螺旋溜槽构成的一粗二精一扫硫酸渣分选提纯新工艺。
所获产品指标稳定，工艺流程简单，操作简便，易于生产，运行成本低。
本工艺流程生产成本，按已投产厂家平均生产成本计算为：129.51元／吨精，远远低于其它分选工艺生产成本；
②与传统浮选—磁选法相比，精矿品位可提高３－５％，金属回收率提高10－15％；该工艺克服了因硫酸渣焙烧后的矿物表面活性不足，导致浮选无法进行，分选效果差等不足。
③与传统磁选—摇床和洗矿—分级—磁选工艺相比，该工艺可有效排除精矿产品中的S含量，S含量最低可达0.13％，并且克服了上述两方法工艺流程复杂等缺点；
④与酸浸—磁选—浮选联合流程及磁化焙烧－磁选和高温氯化法相比。
上述三种流程工艺流程复杂且涉及高温热工，维修操作困难，运行成本高；
⑤硫酸渣超极限（h/D）螺旋溜槽分选提纯工艺，能实现无尾生产,不产生二次环境污染。
分选过程产生的尾砂可作为水泥添加剂和制砖使用，可实现无尾生产；此外，分选过程中，唯一分选介质为循环水，故不会产生二次环境污染，也是该工艺突出特点之一。
(3)、国内外所处水平：
上述工作经国内、外查新检索，尚未见有此设备特征和工艺流程特点的文献、专利及成果报道。
该项技术处于国际先进水平。
3、应用范围
本项目可适用于对硫酸渣、及其它含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离及综合回收等。
4. 市场分析
硫酸的消耗量通常是表征一个国家工业化程度的重要指标之一。
我国是生产硫酸和消耗硫酸大国，每生产1吨硫酸即须排出0.8～0.9吨的硫酸渣，年排放量惊人，已成为制约硫酸生产企业发展的瓶颈。
以前硫酸渣除少部分直接供烧结、球团用或作为水泥添加剂外，绝大部分作为废弃物堆放，浪费含铁资源，造成环境污染，影响工农业生产，危害人类健康，已成为区域公害。
我国拥有众多大型、特大型硫酸生产企业，解决硫酸渣污染势在必行。
同时，由于钢铁工业的快速发展，铁矿资源出现明显的紧张局面，这给二次含铁原料的利用提供了大好时机。
目前市场硫酸渣精矿售价由原来的不足百元猛升至400－500元，且供不应求。