摘 要: 分析了鐵礬渣物相組成，對鐵礬渣綜合利用方法進(jìn)行了闡述，分析了高溫焙燒分解、酸法浸出、堿法浸出工藝的特點、鐵礬渣處理新思路以及工業(yè)化應(yīng)用情況。建議根據(jù)各種廢棄渣的特性，有效利用其資源，與鐵礬渣進(jìn)行協(xié)同處理，有利于實現(xiàn)無害化、資源化、減量化處置鐵礬渣等其他廢棄渣。

　　關(guān)鍵詞: 鐵礬渣; 綜合利用; 無害化; 協(xié)同處理

　　1 鐵礬渣綜合利用現(xiàn)狀

　　綜合處理鐵礬渣是提取其有價金屬，無害固化處理無價物質(zhì)，有火法和濕法兩大類工藝方法，火法主要是高溫焙燒分解處理; 濕法主要有: 酸浸分解、堿浸分解。

　　1. 1 火法工藝火法處理主要是高溫焙燒分解法，是指先在高溫下焙燒破壞鐵釩晶體結(jié)構(gòu)，使其分解，再利用碳熱還原成金屬，揮發(fā)后再氧化成氧化物進(jìn)行收集。溫度一般為 1 100 ～ 1 300 ℃，配入焦粉或碎煤形成還原性氣氛。鐵、硅進(jìn)入渣中進(jìn)行選礦分離送煉鐵系統(tǒng)，鉛、鋅和銅等金屬富集與煙塵中回收利用。

　　1. 1. 1 焙燒—磁選法曹曉恩等〔6〕提出直接還原—磁選—反浮選工藝，指 出 在 堿 度 為 2. 5，配 碳 比 為 1. 4，溫 度 為 1 300 ℃還原 30 min 金屬化率達(dá)到 98. 47% ，鉛、鋅揮發(fā)率分別達(dá)到 86. 25% 和 98. 54% ，渣在磁場強度為 159. 2 kA /m 磁選后，鐵精礦Ⅰ品位為 46. 66% ，鐵回 收 率 達(dá) 到 79. 79% ，經(jīng)反浮選后得到品位 60. 30% 的鐵精礦Ⅱ，此工藝體現(xiàn)出工藝簡單，生產(chǎn)效率高，分離效果好的優(yōu)點。路殿坤等〔7〕進(jìn)行了焙燒—磁選工藝研究，研究指出在 900 ℃還原焙燒后進(jìn)行磁選，磁選精礦鐵品位為 58. 99% ～ 58. 72% ，含硫 2. 5% ～ 3% ，但磁選精礦中鋅含量均比尾礦高約 1% ，不能作為原料返回高爐冶煉。

　　1. 1. 2 氯化焙燒法也有學(xué)者提出氯化揮發(fā)處理鐵礬渣，氯化焙燒是指在一定條件下，借助氯化劑的作用，使物料中的某些組分轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗷蚰�聚相的氯化物，利用金屬氯化物低沸點、高揮發(fā)性特點，以使有價金屬和其它組分分離富集。 1998 年 F. 泰勒卡和 D. J. 弗雷利用氯氣和聚乙烯氯化物殘渣對黃鉀鐵礬進(jìn)行氯化回收金屬，將黃鉀鐵礬或者將其與鋅的鐵酸鹽混合之后在 450 ～ 600 ℃下預(yù)熱，然后熱水浸出，濾渣在空氣中用純氯氣進(jìn)行直接氯化處理或者用聚乙烯氯化物殘渣燃燒產(chǎn)生的 HCl 進(jìn)行間接氯化處理，直接氯化處理能夠使得鋅揮發(fā)率達(dá)到 90% 以上，50% 以上的鐵轉(zhuǎn)化成赤鐵礦〔8〕。

　　1. 2 濕法工藝

　　1. 2. 1 堿浸分解法由于堿溶液在常溫常壓下能夠有效分解鐵礬，陳永明等人提出 NaOH 分解含銦鐵礬渣新工藝，指出鐵礬渣經(jīng) NaOH 溶液浸出分解后形成 Na2 SO4 浸出液和含銦和鋅的浸出渣，含銦和鋅的浸出渣經(jīng)鹽酸選擇浸出后用 TBP 萃取銦和鋅，所得渣經(jīng)磁選富集后可以作為煉鐵原料。研究表明，在 m( NaOH) ∶ m( 鐵礬渣) = 0. 381 4∶ 1、溫度 60 ℃、液固比 2∶ 1、反應(yīng)時間 2 h 的 最 優(yōu) 條 件 下，鐵礬渣分解率達(dá)到 98. 03% ，其他雜質(zhì)金屬大部分留在渣中，鐵主要以 Fe3O4形式沉淀入渣，渣中鐵能夠富集至 38. 81% ，實現(xiàn)有效利用鐵資源，但仍有含鉛棄渣產(chǎn)生〔9〕。北京礦冶研究總院研究了氨水分解鐵礬渣的研究，指出在一定條件下氨水能夠使得 95% 鐵礬渣分解，約有 60% 的鋅和銅進(jìn)入溶液中，75% 的銀留在渣中，經(jīng)渣樣物相分析查明，分解渣樣中基本不存在鐵礬，同時含硫量很低。

　　1. 2. 2 酸浸分解法酸浸分解一是利用濃硫酸直接溶解，再分步結(jié)晶使得大部分鐵分離，然后生產(chǎn)聚合硫酸鐵或者加熱分解生產(chǎn)氧化鐵或還原制備鐵粉; 二是酸浸過程中加入金屬鐵，將一定量的硫酸鐵還原為硫酸亞鐵，鎳、鈷和銅等進(jìn)入硫酸亞鐵溶液，采用沉淀法回收，溶液凈化后用于制備鐵的化工產(chǎn)品，但這些工藝除雜過程較為復(fù)雜〔10〕。王玉棉等〔11〕進(jìn)行了熱酸浸出黃鈉鐵礬渣工藝研究，研究指出浸出黃鈉鐵礬渣的最佳工藝條件為: 硫酸質(zhì)量濃度為 225 g /L，反應(yīng)溫度為 95 ℃，反應(yīng)時間為 2. 5 h，鐵、鋅浸出率均大于 96% ，黃鉀鐵礬渣中有價金屬反應(yīng)比較徹底〔11〕。程柳等人用濃硫酸在 160 ℃ 下浸出黃鉀鐵礬，浸出時間 6 h，鋅浸出率達(dá)到 98%〔12〕。

　　1. 3 火法—濕法聯(lián)合工藝根據(jù)鐵礬渣特性，適當(dāng)選擇組合火法焙燒和濕法浸出工序，實現(xiàn)有效浸出有價金屬，焙燒主要是改變鐵礬渣物相，分解難浸物相。藍(lán)碧波等提出鐵礬渣酸浸—焙燒—酸浸工藝，該工藝首先利用硫酸在室溫下浸出鐵礬渣中硫酸鋅，然后在 620 ℃ 焙燒 1. 5 h 使得鐵礬轉(zhuǎn)變成氧化鐵，再通過酸浸焙砂中的鋅和其他元素。鋅回收率能夠達(dá)到 99. 11% ，酸浸渣中鐵含量達(dá)到 66% 以上，可以作為鐵精礦產(chǎn)品銷售，本方法不僅用于處理鐵礬渣也可以用于處理鉛銀渣，綜 合 回 收 有 價金屬〔15〕。

　　1. 4 鐵礬渣處理新思路魏繼業(yè)等〔17〕針對富含赤鐵礦和鐵酸鋅的黃鉀鐵礬渣，利用熱酸浸出鐵礬渣中鐵和鋅，經(jīng)過鐵粉還原、硫化沉淀、氟化沉淀等工序制備軟磁錳鋅鐵氧化體用前驅(qū)粉體，可以為制備電器元件提供原料，實現(xiàn)鐵礬渣的有效利用。陽征會等〔18〕研究了采用還原焙燒—酸浸工藝制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體，指出黃鈉鐵礬渣與無煙煤在 800 ℃下還原焙燒0. 5 h，鐵礬渣中鐵被還原為二價鐵，焙燒渣用 0. 5 mol /L 硫酸溶液在 70 ℃ 浸出 40 min，渣中 93% 的鐵和鎳進(jìn)入浸出液中。浸出液經(jīng)過凈化除雜后加入硫酸鎳和硫酸鋅，以 NH4HCO3為沉淀劑制備鎳鋅鐵碳酸鹽。該工藝過程簡單，工藝條件易于控制，為黃鈉鐵礬渣的有效利用提供了新的途徑〔18〕。

　　2 結(jié)語

　　鐵礬渣是濕法煉鋅排放出的一種廢棄渣，既是一種污染物也是一種資源，處理鐵礬渣要回收其中鉛、鋅、銅、銀和銦等有色金屬及伴生稀散貴金屬，而且更為重要的是需要一種環(huán)境友好的處理方法，實現(xiàn)無害化處置無價物質(zhì)，不能造成二次污染。

　　根據(jù)其成分及物相狀態(tài)，選擇合適的處理工藝，結(jié)合其他廢棄渣成分特性，有效利用不同廢棄渣，降低有價物料消耗，實現(xiàn)鐵礬渣與其他廢棄物料資源再生利用與協(xié)同處理，或者利用鐵礬渣制備具有高附加值產(chǎn)品，有利于實現(xiàn)真正意義上的無害化、資源化、減量化處置鐵礬渣等廢棄渣。

　　參考文獻(xiàn):

　　〔1〕姚金環(huán)，丘雪萍，陳欽，等 . 超聲波輔助浸出鐵礬渣中銦、鋅試驗研究[J]. 濕法冶金，2017，36( 4) : 262-266.

　　〔2〕曹曉恩，徐洪軍，洪陸闊，等 . 鐵礬渣直接還原—浮選回收銀工藝研究[J]. 礦冶工程，2017，37( 2) : 71-73，78.

　　《有色冶煉中鐵礬渣的資源化利用》來源：《礦 冶》，作者：秦樹辰，王海北，蘇立峰。

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