由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法
2023-05-03 10:34:21 2
專利名稱：由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法
技術領域：
本發明涉及一種富鐵礦的生產方法，特別涉及一種由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法。
背景技術：
隨著硫酸法鈦白工業的發展，產生了大量的副產物綠礬，其主要成分為七水合硫酸亞鐵。採用傳統的綜合利用工藝如制顏料、飼料添加劑、水處理劑、超細鐵粉等無法消耗大量的綠礬，堆放處理給企業帶來巨大的環境負擔和潛在的環境危害，因此必須尋求大規模綜合利用綠礬的途徑。
發明內容
本發明的目的在於提供一種由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法。本發明的另一目的在於提供一種易於大規模地利用綠礬的途徑。根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法包括以下步驟利用微波將硫酸亞鐵加熱至700°C 1000°C，並在700°C 1000°C下保持5分鐘 30分鐘。根據本發明的一方面，上述硫酸亞鐵包含在七水合硫酸亞鐵中，該方法還包括在利用微波加熱硫酸亞鐵之前，使七水合硫酸亞鐵部分地脫水。根據本發明的一方面，該方法還包括在利用微波加熱硫酸亞鐵之前，向硫酸亞鐵加入微波吸收劑。根據本發明的一方面，微波吸收劑是碳粉和磁鐵礦粉中的至少一種。根據本發明的一方面，微波吸收劑的重量是硫酸亞鐵的重量的5wt%至50wt%。
具體實施例方式以下結合具體實施例對根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法進行詳細說明。根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法包括以下步驟利用微波將硫酸亞鐵加熱至700°c 1000°C，並在700°C 1000°C下保持5分鐘 30分鐘，從而生成富鐵礦。如果硫酸亞鐵被加熱到的溫度和/或保溫溫度低於700°C，則硫酸亞鐵不分解或分解不完全， 導致產物中總硫含量(化)偏高，不適宜作為鐵礦粉使用。如果硫酸亞鐵被加熱到的溫度和 /或保溫溫度高於1000°c，則會造成能耗的浪費。此外，如果保溫時間比5分鐘短，則硫酸亞鐵不分解或分解不完全，導致產物中TS偏高；如果保溫時間比30分鐘長，則會造成能耗的浪費。在如上所述對硫酸亞鐵進行微波加熱和保溫的過程中，硫酸亞鐵分解成富鐵礦、 二氧化硫和三氧化硫，所得到的富鐵礦的主要成分為三氧化二鐵。在根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法的一個實施例中，可從綠礬(主要成分為七水合硫酸亞鐵)獲得硫酸亞鐵。在這種情況下，可首先使綠礬完全脫水或部分地脫水，然後利用微波按照以上條件來加熱完全脫水或部分脫水後的綠礬，從而生成富鐵礦。 可選擇地，不對綠礬脫水，直接利用微波來加熱綠礬，從而生成富鐵礦。在根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法的一個實施例中，可以先向硫酸亞鐵加入微波吸收劑，然後利用微波將硫酸亞鐵加熱至700°C 1000°C，並在700°C 1000°C 下保持5分鐘 30分鐘，從而生成富鐵礦。微波吸收劑的加入有利於微波的吸收，從而可以使反應體系快速地達到反應溫度，並且有利於降低能耗。所述微波吸收劑可以是碳粉、磁鐵礦粉或碳粉與磁鐵礦粉的混合物。基於無水硫酸亞鐵的重量，添加的微波吸收劑的量可以為5wt%至50wt%。如果微波吸收劑的量少於5wt%，則混合物的吸波能力較弱，從而導致加熱時間過長；如果微波吸收劑的量多於50wt%，則會使工藝的經濟性降低。在根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法的一個實施例中，首先用微波加熱或其他加熱方式使七水合硫酸亞鐵部分脫水形成一水合硫酸亞鐵，然後向一水合硫酸亞鐵添加按無水硫酸亞鐵的重量計5wt % 50wt %的磁鐵礦粉和碳粉中的至少一種，混合均勻，之後用微波將混合物在700°C 1000°C下保持5分鐘 30分鐘。在該實施例中，混合物中的硫酸亞鐵經微波加熱而分解成富鐵礦、二氧化硫和三氧化硫，所得到的富鐵礦的主要成分為三氧化二鐵。根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法製備的富鐵礦可用於煉鐵，二氧化硫和三氧化硫的混合氣體可用於製取硫酸。因此，根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法為大規模地利用綠礬的提供了途徑。下面結合具體示例對根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法進行詳細說明。示例 1 在微波爐中用微波將七水合硫酸亞鐵在150°C 200°C下熱處理2分鐘，得到部分脫水的產物。取出該部分脫水的產物，向其加入按無水硫酸亞鐵的重量計5%的磁鐵礦粉 (TFe為53. 5wt%, TS為1. 05wt% )，混勻後將混合物置入微波爐中在850°C 900°C處理 30分鐘，得到固體產物，即為富鐵礦。在處理過程中產生大量富硫煙氣。固體產物經分析， TFe 為 55. 0%, TS % 0. 84%。示例 2 在微波爐中用微波將七水合硫酸亞鐵在100°C 150°C下熱處理5分鐘，得到部分脫水的產物。取出該部分脫水的產物，向其加入按無水硫酸亞鐵的重量計50%的磁鐵礦粉 (TFe為53. 5wt%,TS為1. 05wt% )，混勻後將混合物置入微波爐中在700°C 800°C處理5 分鐘，得到固體產物，即為富鐵礦。在處理過程中產生大量富硫煙氣。固體產物經分析，IFe 為 54. 5%, TS 為 1. 10%。示例3 在微波爐中用微波將七水合硫酸亞鐵在80°C 150°C下熱處理10分鐘，得到部分脫水的產物。取出該部分脫水的產物，向其加入按無水硫酸亞鐵的重量計20%的磁鐵礦粉 (TFe為53. 5wt%,TS為1. 05wt% )，混勻後將混合物置入微波爐中在900°C 1000°C處理 20分鐘，得到固體產物，即為富鐵礦。在處理過程中產生大量富硫煙氣。固體產物經分析， TFe 為 57. 15%, TS 為 0. 28%。示例 4 在微波爐中用微波將七水合硫酸亞鐵在80°C 150°C下熱處理10分鐘，得到部分脫水的產物。取出該部分脫水的產物，向其加入按無水硫酸亞鐵的重量計20%的碳粉(固 C含量為88. 6% )，混勻後將混合物置入微波爐中在900°C 1000°C處理20分鐘，得到固體產物，即為富鐵礦。在處理過程中產生大量富硫煙氣。固體產物經分析，IFe為65.5%，TS 為 0. 74%。示例 5 在微波爐中用微波將七水合硫酸亞鐵在80°C 150°C下熱處理10分鐘，得到部分脫水的產物。取出該部分脫水的產物，向其加入按無水硫酸亞鐵的重量計10%的碳粉(固 C含量為88. 6% )，混勻後將混合物置入微波爐中在800°C 900°C處理25分鐘，得到固體產物，即為富鐵礦。在處理過程中產生大量富硫煙氣。固體產物經分析，IFe為62.0%，TS 為 2. 52%。示例 6 在微波爐中用微波將七水合硫酸亞鐵在80°C 150°C下熱處理10分鐘，得到部分脫水的產物。取出該部分脫水的產物，向其加入按無水硫酸亞鐵的重量計30%的碳粉(固 C含量為88. 6% )和磁鐵礦粉(IFe為53. 5wt%，TS為1. 05wt% )(其中，碳粉與磁鐵礦粉的重量比為1 2)，混勻後將混合物置入微波爐中在900°C 1000°C處理30分鐘，得到固體產物，即為富鐵礦。在處理過程中產生大量富硫煙氣。固體產物經分析，IFe為59.8%， TS 為 0. 18%。對比例1 採用與示例2相同的方法來製備富鐵礦，除了將混合物置入微波爐中在650°C 695°C處理5分鐘之外。固體產物經分析，IFe為53. 9%，TS為7. 8%。對比例2 採用與示例2相同的方法來製備富鐵礦，除了將混合物置入微波爐中在700°C 800°C處理4. 5分鐘之外。固體產物經分析，IFe為0%，TS為3. 5%。對比例3 採用與示例1相同的方法來製備富鐵礦，除了向部分脫水的產物加入按無水硫酸亞鐵的重量計4. 8%的磁鐵礦粉之外。固體產物經分析，TFe為32. 5%，TS為16. 9%。將示例2與對比例1比較以及將示例2與對比例2比較可知，示例1中製備的固體產物的IFe高於對比例1和2中製備的固體產物的TFe，示例1中製備的固體產物的TS 顯著低於對比例1和2中製備的固體產物的TS。這表明，在根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法中，用微波對硫酸亞鐵在700°C 1000°C下熱處理5分鐘 30分鐘可以獲得意料不到的技術效果。將示例1和對比例3比較可知，示例1中製備的固體產物的IFe顯著高於對比例 3中製備的固體產物的TFe，示例1中製備的固體產物的TS顯著低於對比例3中製備的固體產物的TS。這表明，在根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法中，基於無水硫酸亞鐵的重量使用5wt%至50wt%的微波吸收劑可以獲得意料不到的技術效果。因此，根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法能夠快速、高效地使硫酸亞鐵熱分解，從而為大規模利用綠礬提供了一條途徑。
權利要求
1.一種由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法，所述方法包括以下步驟利用微波將硫酸亞鐵加熱至700°C 1000°C，並在700°C 1000°C下保持5分鐘 30 分鐘。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述硫酸亞鐵包含在七水合硫酸亞鐵中， 所述方法還包括在利用微波加熱硫酸亞鐵之前，使七水合硫酸亞鐵完全或部分地脫水。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述方法還包括在利用微波加熱硫酸亞鐵之前，向硫酸亞鐵加入微波吸收劑。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述微波吸收劑是碳粉和磁鐵礦粉中的至少一種。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述微波吸收劑的重量是硫酸亞鐵的重量的5界1%至50wt%。
全文摘要
本發明提供了一種由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法，該方法包括以下步驟利用微波將硫酸亞鐵加熱至700℃～1000℃，並在700℃～1000℃下保持5分鐘～30分鐘。根據本發明的由硫酸亞鐵生產富鐵礦的方法能夠快速、高效地使硫酸亞鐵熱分解，從而提供了一條大規模利用綠礬的途徑。
文檔編號C22B1/02GK102181628SQ20111007822
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者張金陽, 湯鐵, 洪俊輝, 郝建璋, 高坤, 黎建明 申請人:攀枝花市微創科技開發有限公司, 攀鋼集團有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司