一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法
2023-09-13 12:35:40 3
一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法
【專利摘要】本發明涉及一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，屬於溼法冶金領域。其特徵包括以下：將高磷鐵礦經過細磨篩分後，與一定濃度的酸液混合，保持合適的攪拌速度進行浸出反應。反應結束後，對酸礦懸濁液進行固液分離操作。濾渣中磷含量檢測合格後直接進入鋼鐵生產流程，濾液補充部分濃酸恢復至初始酸度後，循環利用此濾液浸出新料。當濾液達到循環極限時，脫磷率已經不能滿足生產要求，對濾液進行淨化處理，淨化溶液可直排或者回用於酸浸脫磷流程。該方法操作簡單，脫磷效率高，能得到品質合格的鐵礦，而且可以循環利用廢酸液，減少酸液淨化次數，節省成本，保護環境。
【專利說明】一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法。
【背景技術】
[0002]隨著經濟和社會的發展，我國對鋼鐵產品的需求日益旺盛，然後作為鋼鐵工業的「糧食」，鐵礦石資源儲備卻極不合理。我國鐵礦石儲量雖然豐富，但品位低、貧礦多富礦少，多組分伴生礦佔據很大比重。目前，在全國範圍內已探明的鐵礦石儲量大約680億t，然而經濟型儲量僅166億t，難選冶的高磷鐵礦達到100億t，其中40億t鐵品位較高，但磷含量也較高而無法直接入爐。高磷鐵礦儲量豐富，分布集中，比較典型的有梅山高磷鐵礦(含磷量達0.38%)和儲量達22億噸的鄂西高磷鐵礦(磷含量為0.5% — 1.5%)。國內鐵礦石資源的構成無法滿足鋼企的生產需求，因此對進口礦的依賴性逐漸加大，這也導致進口礦石價格連年飆升，影響我國鋼鐵行業的可持續發展。
[0003]由於高磷鐵礦特殊的鮞狀結構，導致其選冶出現極大問題。磷元素以磷灰石的狀態嵌布於鮞狀結構的核心或者間層，因為層間距在微米級別，使得常規物理破碎-焙燒-磁選難以高效脫磷。生物浸出由於菌種培養周期長，生產環境苛刻，而無法在實際生產中大規模應用。而溼法酸浸，具有操作簡單、批處理量大、脫磷效率高等諸多優點，但是耗酸較大、鐵損較高、酸液汙染也成為其應用的一大問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種鮞狀高磷鐵礦脫磷處理及廢酸液循環利用的方法，在保證脫磷率的前期下能有效降低鐵損，並能減少酸耗和酸液汙染。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案主要如下:
(I).將磷含量0.5% —1.5%(wt%)的高磷鐵礦進行破碎、細磨。
[0006](II).製備酸溶液，體積濃度為0.5% — 3%。
[0007](III).將步驟(1)所得礦粉顆粒與步驟(II)所得酸溶液混合均勻，攪拌浸出，液固比保持在10:1 — 3:1，浸出過程中當pH高於1.5時，實時補充濃酸，使浸出過程中pH保持在1.5以下。
[0008](IV).浸出過程時間I一2 h，然後將酸礦懸濁液做固液分離，得到濾液和固體濾渣。
[0009](V).步驟(IV)中得到的濾渣即為磷含量為0.05% — 0.15%(wt%)的高磷鐵礦，它可作為原料直接進入煉鐵環節；步驟(IV)中所得濾液補充部分濃酸，使其酸度達到浸出液初始酸度(體積濃度為0.5% — 3%)。
[0010](VI).將步驟(V)所得補酸後的濾液與新料進行攪拌浸出，浸出操作條同上。循環使用酸浸液，可以有效利用殘餘H+，減少酸耗，同時降低酸液淨化量，節省成本。
[0011](VII).當循環利用酸浸液無法得到磷含量合格的鐵礦時，利用石灰進行廢酸液淨化，淨化後廢酸液達到國家汙水排放標準，可直接排放，也可回用於上述酸浸脫磷過程。[0012]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(I)中高磷鐵礦需細磨至粒徑小於0.15 mm的超過90%。
[0013]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(II)中的酸為硫酸、鹽酸、鹽酸的某一種或幾種混合，酸溶液初始酸度體積分數為0.5%—
3% ο
[0014]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(III)，浸出過程中當pH高於1.5時，需補加濃酸，以保證pH值低於1.5。
[0015]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(III)、(V)中補充的濃酸與步驟(II)中使用的酸相同。
[0016]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(V)中，濾液需補加濃酸至初始酸度後，再進行循環浸出實驗。
[0017]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(VI)中，新料指步驟(1)中的高磷鐵礦。
[0018]一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於:所述步驟
(VII)中，廢酸液脫磷效率降低時，需要利用石灰進行淨化處理，淨化後廢水可直接排放或者回用於酸浸脫磷工藝中。
[0019]本發明的一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，通過控制礦石粒徑和浸出過程中溶液酸度，能保證較高的脫磷率，並得到較低的鐵損；其中，廢酸也可以得到充分地循環利用，避免直接淨化造成淨化劑的大量消耗和環境汙染，降低酸耗，節約水資源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為高磷鐵礦溼法浸出及酸液循環流程圖。
【具體實施方式】
[0021]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容並不僅僅局限於下面的實施例。
[0022]實施例1
將鐵品位50%、磷含量0.7%的鮞狀高磷鐵礦破碎細磨，篩分出粒級150— 200目的礦粉，與體積分數0.75%的鹽酸溶液置於反應容器中混合均勻，進行浸出脫磷操作，其中液固比1000 ml: 100 g，攪拌速度400 rpm，反應溫度25°C，反應時間I h。隨後進行固液分離，所得濾渣的磷含量為0.082%，鐵含量為55%，濾液pH為1.45。將此酸液補充部分濃鹽酸至PH為I左右時，浸出新礦，其他操作條件同上，循環5次，所得濾渣的磷含量如下表1所示:表1酸浸循環後礦石中磷含量
【權利要求】
1.一種酸浸脫除高磷鐵礦中的磷及酸液循環利用的方法，其特徵在於，具體包括以下步驟: (I).將磷含量0.5% —1.5%(wt%)的高磷鐵礦進行破碎、細磨； (II).製備酸溶液，體積濃度為0.5% — 3% ； (III).將步驟(1)所得礦粉顆粒與步驟(II)所得酸溶液混合均勻，攪拌浸出，液固比保持在10:1—3:1，浸出過程中當pH高於1.5時，實時補充濃酸，使浸出過程中pH保持在1.5以下； (IV).浸出過程時間I一2h，然後將酸礦懸濁液做固液分離，得到濾液和固體濾渣； (V).步驟(IV)中得到的濾渣即為磷含量為0.05%—0.15%(被%)的高磷鐵礦，作為原料直接進入煉鐵環節；步驟(IV)中所得濾液補充部分濃酸，使其酸度達到浸出液初始酸度(體積濃度為0.5%一3%)； (VI).將步驟(V)所得補酸後的濾液與新料進行攪拌浸出，浸出操作條同上，循環使用酸浸液，有效利用殘餘H+，減少酸耗，同時降低酸液淨化量，節省成本； (VII).當循環利用酸浸液無法得到磷含量合格的鐵礦時，利用石灰進行廢酸液淨化，淨化後廢酸液達到國家汙水排放標準，直接排放，或用於上述酸浸脫磷過程。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中高磷鐵礦需細磨至粒徑小於0.15 mm的超過90%。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(II)中的酸為硫酸、硝酸、鹽酸的某一種或幾種混合，酸溶液初始酸度體積分數為0.5% — 3 %。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(III)，浸出過程中當pH高於1.5時，需補加濃酸，以保證pH值低於1.5。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(III)、(V)中補充的濃酸與步驟(II)中使用的酸相同。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(V)中，濾液需補加濃酸至初始酸度後，再進行循環浸出實驗。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟(VII)中，廢酸液脫磷效率降低時，需要利用石灰進行淨化處理，淨化後廢水直接排放或者回用於酸浸脫磷工藝中。
【文檔編號】C22B3/06GK103882225SQ201410136076
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】郭佔成, 餘錦濤 申請人:北京科技大學