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%。
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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。
硫酸渣的危害：
(1)硫酸渣堆放浪费土地。据统计一年产10万吨硫酸厂， 每年就要排放8万吨左右的硫酸渣，大概需要占用80~100 亩土地。 (2)增加企业生产成本。随着国家对环保的重视，企业不 得不支付高额罚款，大大增加了经营成本，严重制约我 国硫酸工业发展。 (3)污染水体和土壤。硫酸渣的重金属和含硫氧化物经氧 化生成水溶性硫酸盐进入水体与土地，降低了水体含氧 量；使土地盐碱化。
(5)制备海绵铁
制备海绵主要有两种方法。一是直接还原法， 试验过程中以无烟煤为还原剂，将混合物装入焙烧 装置于980~1000℃高温焙烧4h,冷却后进行湿式磁 选，磁选使主要杂质S、Si、Ca、Mg等大幅度降低。 还原过程是按Fe2O3——Fe3O4——FeO——Fe的 顺序进行的。
(6)制备聚合硫酸铁 使用硫酸渣制聚硫酸铁工艺流程图如下：
世界钴资源的储量分布
世界的钴资源储量的83%主要集中在古巴、刚 果、澳大利亚这三个国家。中国的钴资源稀缺， 仅占世界总钴资源的3%左右。
2010年的世界钴消费格局
由左图可知，钴广泛用于电池、 合金、玻陶、石化、磁性材料。
Co的浸出主要有火法工艺、湿法工艺、火法和
湿法相结合。 火法工艺： (1)回转窑硫酸化升温焙烧法，该工艺主要分三步： 第一步是将矿烘干，硫酸化升温焙烧前将钴矿置于 回转窑内，于350~400℃煅烧干燥；第二步将矿拌 酸，将550g/L的硫酸均匀喷洒在矿上；第三步在一 定温度下焙烧。
聚合硫酸铁作用：在除浊、脱油、脱水、 除臭、去除水中COD、BOD。广泛用于 饮用水、工业废水、城市污水的处理方面。
研究的目的意义：
随着国民经济的发展，硫酸的用量不断增长， 我国年产的硫酸渣数量可观。目前我国每年排放 硫酸渣约5000万t，不大部分都未加利用而采用 堆填处理，不仅占土地，还严重破坏环境。但是 硫酸渣含铁量为30~55%，还含铜、钴、镍，锌 等有价金属元素，是一种宝贵的二次资源。
(2)重选
硫酸渣中含铁成分与脉石矿物有着密度 差异。通过重选设备可以将其奋力。对品位 仅为50%左右的硫酸渣经处理后，可获得品 位为66.86%的铁精粉，整个工艺的回收率为 28.26%。重选的不足之处是一方面由于硫酸 渣中的铁矿物密度比成分相同成分的天然矿 物低，缩小了与脉石矿物的密度差异，最终 影响重力分选指标；另一方面硫酸渣中大部 分脉石矿物与含铁矿物呈包裹或镶嵌结构， 使用重选难以除去。
为了节能减排、保护环境及资源的有效循环 利用，达到很好的经济效益与社会效益。对像硫 酸渣这样的二次资源的有效利用，刻不容缓。
3
第三章
回收的工艺
(1)磁选
磁选主要针对硫酸渣中TFe/FeO在4 左右的的黑渣。磁选的优点是简单易行、 投资少，工艺成本低。但是我国磁性渣量 少，大部分为红渣，大多数黑渣采用单一 磁选难以获得较高品位的精矿，且回收率 低。
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硫铁矿在制备硫酸过程中会产生如下反应：
2FeS2(s）= 2FeS(s) + S2 (s)
①
S2 (s) + 2O2(g) = 2SO2(g)
②
氧气过量时 4FeS2(s）+ 7O2 = 2Fe2O3+SO2 ③
氧气不足时 3FeS2(s）+ 8O2 = 2Fe3O4+6SO2 ④
(2)氨浸法，是以氨水或氨盐为浸出剂的浸出过 程为氨浸。其优点是浸出液成分简单，能够选 择性的浸出铜、钴、镍等有价金属，而铝、镁、 钙、铁杂质则不浸出。特别适合氧化矿等碱性 脉石，可解决酸浸法耗酸大上浸出液成分复杂 的问题。
(3)直接酸浸法，是在矿物没有氧化剂或还原剂 的前提下，直接加入硫酸或盐酸或硝酸或混酸 等物质破坏矿物晶格使有价金属溶出的方法。
我的课题：硫酸渣综合利用
报告人：张和 报告日期：2019-12-30
CONTENTS
1 硫酸渣简介 2 利用的途径 3 回收的工艺 4 前景与展望 5
第一章
1
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硫面面酸临临渣问问简题题介
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硫酸渣,是利用硫铁矿( FeS2 )制备硫 酸时产生的一种工业废渣。
起初，硫酸企业制硫酸是用硫磺代替部分 硫铁矿作为制取硫酸的原料。但是我国是一个自 然硫很稀缺的国家，且开采价值不高。后来为了 发展，就大量采用了价格低廉的硫铁矿。
钴是一种由战略意义的金属资源，因为其优良 的物理、化学及机械加工性能（居里点高、熔点高、 硬度大）决定了它在可以生产硬质合金、磁性材料、 高温材料。广泛用于航空、军工、通讯电子等行业。
钴的在自然界中的三种形式：(1)以类质同象或 包裹于某些矿物中；(2)以吸附形式存在于某些矿物 表面；(3)独立钴矿物的形态存在。
在节能减排、资源循环的背景下， 资源的物尽其用，而且是循环使用，既 使人们渴望，又是一个挑战。
演讲结束 谢谢观看
(3)浮选
浮选是根据硫酸渣颗粒表面物理化学性质 差异的不用，添加浮选试剂，将含铁矿物分离 出的一种技术方法。
和其他工艺相比，浮选比磁选、重选回收率都 要高。不足之处是工艺条件难以控制，工艺废 水要综合处理才能回用。
(4)火法冶金和湿法冶金
Co的简介
钴，英文单词为Cobalt，在元素周期表的位于 第Ⅷ副族，原子量58.93。是一种银白色铁磁性金 属，是唯一能增加铁磁化的元素，氧化态有+2、+3 价。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(4)细菌浸出法，是靠细菌胞内特有的某些物质直接 催化矿物，使其晶格破坏，其中有价金属易与酸反 应转化成可溶性硫酸盐而进入水溶液。优点是与传 统工艺相比，操作简单，无环境破坏。缺点是反应 周期长，浸出速率慢。
(5)还原浸出法，矿物中的三价钴化合物很 难直接溶于硫酸、盐酸等无还原剂的酸类。 还原剂有：亚硫酸铁、亚硫酸钠、亚硝酸 钠、过氧化氢
硫含量：学术界普遍认为，硫含量大于2%为高硫渣，作 为炼铁原料要除硫；硫含量低于0.3%为低硫渣，无需专 门脱硫处理。
磷含量：高磷渣是磷含量高于0.1%，反之则为低磷渣。
2
第二章
利用的途径
(1)用作水泥的助焙剂
硫酸渣主要化学成分为Fe3O4、Fe2O3、Al2O3、 SiO2等。可以代替天然铁矿石用于水泥的助焙剂。加 入助焙剂的主要目的是为降低水泥的煅烧温度，从而 降低能源的消耗，同时增强水泥的强度与耐腐蚀性能。 缺点：硫酸渣利用率低；产品附加值低；需要政策支 持。
(2)制砖 使用硫酸渣制砖是硫酸渣利用的主流手段。许多
硫酸渣使用硫酸渣制成的建筑用砖，经检测达到国家
标准。 缺点：未能充分利用硫酸渣其中各种金属价值。
(3)生产氧化颜料
氧化铁颜料种类繁多，主要铁红、铁黄、铁黑及 透明氧化铁。它们耐酸碱、稳定性好、无毒、成本低 等优点。
(4)生产烧结矿的辅助含铁原料
近15年来，伴随着有色金属冶炼的迅猛 发展，我国的硫酸工业也处于一个高速发展时 期。截止2014底，我国的硫酸产能能达到 123Mt/a。据国家统计局数据，2014年全国硫 酸产量为88.64Mt。2004-2014年硫酸产能均 为10.74%；硫酸产量年均增长为8.27%。
据统计，目前国内生产的硫酸渣排放量约 在12亿吨，其余作为废物堆放场。
另一种还原方法，固体还原剂
先进行氧化焙烧脱出其中的硫； 然后进行还原焙烧，将钴还原成二 价，还原剂有煤粉、锰粉、硫酸钠。
前景与展望
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第四章
前景与展望
因为矿产资源具有不可再生和不可 替代性，是人类赖以生存的重要资源， 也是我国工业发展的基础。我国约95% 能源和85%原材料都依赖矿产资源。其 中二次资源的利用显得越来重要。