简介

历史

用途

硫酸渣的综合利用方法

简介

硫酸渣又称黄铁矿烘渣或烧渣。化工废渣的一种，用黄铁矿制造硫酸或亚硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为Fe2O3：20-50%，SiO2：15-65%，Al2O3：10%，CaO：5%，MgO<5%，S：1-2%，一般还含有Cu、Co等。其化学成分不同利用途径也有所不同，高铁硫酸渣最有效的利用是作为炼铁原料，硫酸渣则可用作水泥原料、制砖材料等。目前某些国家已做到全部利用，我国利用量只有50%左右。Fe2O3：20-50%，SiO2：15-65%，Al2O3：10%，CaO：5%，MgO<5%，S：1-2%气量的各有不同所含的物理量也会变化，不一定是固定值。

历史

硫酸渣作为炼铁等原料已有 100多年历史。目前在一些国家硫酸渣几乎全部利用起来。中国每年排放300多万吨,只利用了100多万吨,其余都排入环境。堆积则侵占农田，污染土地；排入江河则污染水体。

硫酸渣含三氧化二铁（Fe2O3）20～50%,二氧化硅(SiO2)15～65%，三氧化二铝10%左右,氧化钙5%左右，氧化镁5%以下，硫1～2%，一般还含有铜、钴等。

用途

硫酸渣依化学成分不同，有十多种用途。主要可用作：

①　水泥原料：高铁硫酸渣（含Fe2O345%）,可代替铁粉，用作水泥生料配料，起调节水泥烧成温度、保证铁酸盐成分和调节水泥凝结时间的作用。这项技术已广泛应用。低铁硫酸渣（含SiO250%以上）成分与烧粘土相似，为火山灰质材料。水淬后成黑色颗粒，具有水硬活性，可作硅酸盐水泥的混合材料，配制普通硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

②　炼铁原料：用高铁硫酸渣炼铁是最有效的利用。中国许多钢铁厂常以5～10%硫酸渣代替铁矿粉,用于炼铁。通过选矿，将硫酸渣的铁含量提高到50%以上，硫含量降低到1%以下，可直接制成球团矿或烧结矿,送入小高炉炼铁。

近年来,巴西等国采用回转窑冶炼生铁-水泥法，以硫酸渣为原料，生产生铁和水泥。中国试验采用的工艺流程(见图)为:将石灰石熔剂和无烟煤还原剂配入硫酸渣，混合磨细达到4900孔/厘米2 筛的筛余量小于10%。将混和料制成球团，干燥后再加入4%焦炭屑（粒度为3～5毫米）,按比例从回转窑尾送入窑内冶炼。在窑头喷入烟煤或油等形成火焰热源。炉料的运行同火焰气流成逆相运动，在窑内还原出生铁。在窑头端部约1.2米处，砌筑高300毫米的挡圈，把铁水积存在窑内，定时从窑墙的铁水口将铁水放出，得到低硫、低硅灰口生铁。炉渣是固熔体，经冷却带从卸料口连续排出，成为水泥熟料。这种水泥熟料含有5～7%粒铁,须经破碎、磁选除铁,再配入4%石膏,即可磨制普通硅酸盐水泥。但炉渣固化点低，易在窑内固结，是有待解决的问题。 ③　制砖原料：低铁硫酸渣(含Fe2O32.5%以下)可制蒸汽养护砖或碳化砖。用85%烧渣加15%石灰，混合磨细，达到全部通过100目筛，加12%水,进行消化、压成砖坯，再经24小时蒸汽养护，可制成75号砖。先将硫酸渣加工成混合料（粒度小于1毫米的占65%,大于或等于1毫米的占10%，大于1.5毫米的占25%），加入20%石灰，制成砖坯，放入二氧化碳浓度为20%的密封炭化窑，可制成50号砖。

目前正在试验研究用高温和中温氯化法从硫酸渣中回收和制造还原铁粉、三氯化铁、铁红等，以及回收铜、钴等有色金属。

硫酸渣的综合利用方法

当前世界上硫酸渣综合利用的方法很多，我国绝大部分硫酸渣采用“分选铁精矿余渣制砖”的方法是可行的。作为炼铁原料，凡铁品位不低于25%的硫酸渣，从中分选铁精矿都有一定的经济价值，分选工艺与一般铁矿分选工艺差别不大，可根据渣中铁矿物比磁化系数的高低分别采用重力分选或磁选方法来进行经济分析如下：若每年硫酸渣入选量为2万吨，设从铁品位30 的渣中分选出品位60的精矿(品位≥60% 的铁精矿可直接用于炼铁)，按产率40 计算，可年产铁精矿8000吨，品位60 的精矿(硫含量≤0．5 )每吨售价ll0元，每吨生产成本7O元．吨利润40元，年利润32万元 建这样一座选铁车间的总投资50万元左右，生产不到两年．可全部收回投资。分选铁精矿后尚剩有12000吨余渣，可用于制砖，硫酸渣本身没有胶结能力，但其中含有SiO 与AI 0a等活性物质。

若加入一定量的石灰压制成砖形，通过化学反应能生成水硬性胶凝物质．从而使砖获得高强度。试验证明．硫渣砖的单砖抗压强度可达l4．7～19．6MPB．抗折强度为3．43～3．92MPa。用150号硫渣砖与25号石灰水泥沙浆砌筑麓体，砌体强度为42kg/em ，砖与砂浆的粘结性能单向剪切强度为6．3~/cm ，达到建筑结构上的要求。硫渣砖的碳化稳定性、耐腐蚀性、耐水性、综合耐久性均达到或接近粘土烧结砖的性能指标，能满足一般墙体材料要求。硫酸渣分选铁精矿余渣制砖，技术难度不大，投产后见效快，不仅有较好的经济效益，且对消除污染与保护环境起到忘好作用，也为我国的冶金建材工业开辟了一条新的途径。